JP3291346B2 - refrigerator - Google Patents
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- Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、冷蔵庫の貯蔵室への冷
気の流量を調整するダンパー装置を備え、このダンパー
装置の駆動源に形状記憶合金コイルバネを利用した冷蔵
庫に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigerator having a damper device for adjusting the flow rate of cold air to a storage room of a refrigerator, and using a shape memory alloy coil spring as a drive source of the damper device.
【0002】[0002]
【従来の技術】冷凍室と冷蔵室を備えた一般的な冷蔵庫
において、冷却器室内の冷却器にて冷却された冷気をダ
ンパー装置及び冷気ダクトを介して冷蔵室内に送り出し
冷蔵室を冷却するように構成されている。ここで、ダン
パー装置は、冷気ダクトの入口部分に取り付けられ冷蔵
室内の温度が上限温度以上に上昇すればダンパー装置の
開口部を開き冷気ダクトへの冷気流通を行い、冷蔵室内
の温度が下限温度未満に下降すれば開口部を閉じて冷気
ダクトへの冷気流通を停止する動作を行うように構成さ
れている。このダンパー装置としては、ガス封入式ダン
パーサーモスタットやモータ駆動式のモーターダンパー
及び形状記憶合金コイルバネを駆動源に利用した形状記
憶ダンパー等がある。2. Description of the Related Art In a general refrigerator having a freezer compartment and a refrigerator compartment, cold air cooled by a cooler in a cooler compartment is sent to a refrigerator compartment through a damper device and a cool air duct to cool the refrigerator compartment. Is configured. Here, the damper device is attached to the inlet portion of the cold air duct, and when the temperature in the refrigerator compartment rises above the upper limit temperature, the opening of the damper device is opened to perform cold air circulation to the cool air duct, and the temperature in the refrigerator compartment reaches the lower limit temperature. When the temperature is lowered to below, the opening is closed and the operation of stopping the flow of the cool air to the cool air duct is performed. Examples of the damper device include a gas-filled damper thermostat, a motor-driven motor damper, and a shape memory damper using a shape memory alloy coil spring as a drive source.
【0003】この形状記憶ダンパーを開示するものとし
て、例えば実開平3−7582号公報や特開平3−11
3258号公報等がある。これらの公報に示されるダン
パー装置は、図9の如く冷却器室から冷蔵室へ冷気を送
る冷気ダクトに連通する開口を開閉するダンパーバッフ
ル板101及びこのダンパーバッフル板の開閉動作の回
転軸を固定し且つ冷気ダクト内に固定されるダンパーベ
ース102から構成される。そして、図10の如く螺旋
状をなす形状記憶合金コイルバネ103に巻回され且つ
絶縁処理を施したヒータ104に直流電源106から直
流電圧Vcc(例えばDC12V)を印加することによ
り、形状記憶合金コイルバネ103を直接加熱するよう
にしている。ここで、形状記憶合金コイルバネ103
は、オーステナイト相転移終了温度Af(以下単にAf点
という)以上に加熱されたときに、記憶させた元の形状
に回復するという形状記憶効果によってその収縮力を発
生するものである。また、図9において、形状記憶合金
コイルバネ103は、一端がダンパーバッフル板101
に残る一端がダンパーベース102にそれぞれ引っ掛け
られており、また、バッフル板101及びベース102
には、この形状記憶合金コイルバネ103の収縮力でバ
ッフル板が回動する方向と逆方向(即ち対抗する方向)
にバッフル板を付勢するようにバイアスバネ105が引
っ掛けてある。As a disclosure of this shape memory damper, for example, Japanese Unexamined Utility Model Publication No. Hei 3-7582 and Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei.
No. 3258 and the like. As shown in FIG. 9, the damper device disclosed in these publications has a damper baffle plate 101 for opening and closing an opening communicating with a cool air duct for sending cool air from a cooler room to a refrigerator room, and a rotating shaft for opening and closing the damper baffle plate. And a damper base 102 fixed in the cool air duct. Then, a DC voltage Vcc (for example, 12 V DC) is applied from a DC power supply 106 to the heater 104 wound and wound on the spiral shape memory alloy coil spring 103 as shown in FIG. Is heated directly. Here, the shape memory alloy coil spring 103
When the material is heated to an austenite phase transition end temperature Af (hereinafter, simply referred to as an Af point) or more, a contraction force is generated by a shape memory effect of restoring a stored original shape. In FIG. 9, the shape memory alloy coil spring 103 has a damper baffle plate 101 at one end.
Of the baffle plate 101 and the base 102
In the direction opposite to the direction in which the baffle plate is rotated by the contraction force of the shape memory alloy coil spring 103 (that is, in the direction opposite to)
The bias spring 105 is hooked so as to urge the baffle plate.
【0004】そして、冷蔵室を冷却する場合には、ヒー
タ104に通電し形状記憶合金コイルバネ103をAf
点以上に加熱して、Af点以上のときの収縮力をバイア
スバネ105の付勢力よりも大きく設定してある形状記
憶合金コイルバネを収縮させ、この収縮力によりダンパ
ーバッフル板101が持ち上げられて冷気ダクト(詳し
くはダンパーベース)の開口部を開く。これにより冷気
が冷却器室から冷蔵室に流れ込み冷蔵室内が冷却され
る。When the refrigerator compartment is to be cooled, the heater 104 is energized and the shape memory alloy coil spring 103 is set to Af.
Is heated above the point, the contraction force at the point Af or more is contracted to the shape memory alloy coil spring set to be larger than the biasing force of the bias spring 105, and the damper baffle plate 101 is lifted by the contraction force to cool the air. Open the opening of the duct (specifically, the damper base). As a result, cool air flows from the cooler room into the refrigerator room to cool the refrigerator room.
【0005】一方、冷蔵室の冷却を止める場合には、直
流電圧Vccの印加を停止してヒ−タ104への通電を止
め、ダンパー装置周囲の冷気にて形状記憶合金コイルバ
ネをマルテンサイト相転移終了温度Mf(以下単にMf点
という)以下に冷却し、形状記憶合金コイルバネの収縮
力を解除若しくは小さくし、バイアスバネの付勢力でダ
ンパ−バッフル板を引き下げて冷気ダクト(詳しくはダ
ンパーベース)の開口部を閉じる。これにより冷却器室
から冷蔵室への冷気流入が停止し冷蔵室の冷却が止ま
る。On the other hand, when the cooling of the refrigerating compartment is stopped, the application of the DC voltage Vcc is stopped to stop the power supply to the heater 104, and the shape memory alloy coil spring is transformed into a martensitic phase transition by cold air around the damper device. The temperature is cooled below the end temperature Mf (hereinafter simply referred to as Mf point), the contraction force of the shape memory alloy coil spring is released or reduced, and the damper-baffle plate is pulled down by the biasing force of the bias spring so that the cold air duct (specifically, the damper base) Close the opening. As a result, the flow of cool air from the cooler room to the refrigerator compartment stops, and the cooling of the refrigerator compartment stops.
【0006】尚、形状記憶ダンパ−を冷蔵庫に利用する
場合には、一般的にダンパ−装置の保証開閉回数として
10万回〜30万回以上を保証しなければならず、ダン
パー装置としては高度な熱サイクル疲労特性及び繰り返
し特性が要求され、使用に際しては、実際の使用条件で
疲労試験を行う必要がある。When a shape memory damper is used for a refrigerator, it is generally necessary to guarantee the number of times of opening and closing the damper device from 100,000 to 300,000 or more. The heat cycle fatigue characteristics and the repetition characteristics are required, and in use, it is necessary to perform a fatigue test under actual use conditions.
【0007】また、ダンパ−装置を取り付けた部分は、
送風機が作動している場合約−20〜−25℃程度の冷
気に常時晒されるため、形状記憶合金コイルバネの材質
を、冷却してバッフル板を閉じるための下限温度(即ち
Mf点)を−25℃程度に設定し、さらに、バッフル板
を開放させるべく形状記憶合金コイルバネを加熱する場
合の加熱量を送風機で送られてくる冷気の冷却量より大
きくし、且つ、逆変態時の加熱上限温度を冷蔵室の設定
温度よりも遙かに高い温度(例えばAf点が70℃であ
れば70℃以上)に設定する必要がある。よって形状記
憶合金コイルバネひいてはダンパー装置の使用温度範囲
は、−25〜70℃程度の範囲となる。[0007] Also, the part to which the damper device is attached is
When the blower is in operation, it is constantly exposed to cold air of about -20 to -25 ° C. Therefore, the material of the shape memory alloy coil spring is cooled to a lower limit temperature (that is, the Mf point) for closing the baffle plate by -25. ° C, and further, the heating amount when heating the shape memory alloy coil spring to open the baffle plate is larger than the cooling amount of the cool air sent by the blower, and the heating upper limit temperature at the time of reverse transformation is set. It is necessary to set the temperature much higher than the temperature set in the refrigerator compartment (for example, 70 ° C. or more if the Af point is 70 ° C.). Therefore, the operating temperature range of the shape memory alloy coil spring and hence the damper device is in the range of about -25 to 70 ° C.
【0008】一般的には、図5に示す如くヒステリシス
幅の大きい冷却過程において中間相(所謂ランドヘドラ
ル相(以下単にR相という))及びマルテンサイト相
(以下単にM相という)の2段階で変態する特性を有す
る形状記憶合金(特にR相が存在する合金にバイアス荷
重(バイアスバネ)を組み合わせたもの)が使用され、
相変態としてはB2→R→M→B2で使用されている。
その具体例として、Af点70℃、オーステナイト相転
移開始温度As(以下単にAs点という)53℃、R相で
のマルテンサイト相転移開始温度Ms'(以下単にMs'点
という)55℃、R相でのマルテンサイト相転移終了温
度Mf'(以下単にMf'点という)46℃、M相でのマル
テンサイト相転移開始温度Ms(以下単にMs点という)
9℃、M相でのマルテ ンサイト相転移終了温度Mf(以
下単にMf点という)−18℃近辺の温度帯の形状記憶
合金(時効処理を利用しないTiNi合金)が一般に使用
されている。Generally, as shown in FIG. 5, in a cooling process having a large hysteresis width, transformation occurs in two stages of an intermediate phase (so-called land-hedral phase (hereinafter simply referred to as R phase)) and a martensite phase (hereinafter simply referred to as M phase). Shape memory alloys (especially those in which an R-phase exists and a bias load (bias spring) combined) are used,
As the phase transformation, B2 → R → M → B2 is used.
As specific examples, an Af point of 70 ° C., an austenite phase transition onset temperature As (hereinafter simply referred to as As point) 53 ° C., a martensite phase transition onset temperature Ms ′ (hereinafter simply referred to as Ms ′ point) in the R phase of 55 ° C. Martensite phase transition end temperature Mf '(hereinafter simply referred to as Mf' point) in the phase 46 ° C., martensite phase transition onset temperature Ms in the M phase (hereinafter simply referred to as the Ms point)
A shape memory alloy (TiNi alloy not using aging treatment) in a temperature range around -18 ° C at 9 ° C, the martensite phase transition completion temperature Mf (hereinafter simply referred to as Mf point) in the M phase, is generally used.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】従来の形状記憶ダンパ
ーの第1の欠点として、逆変態(即ち開口部をあける)
時にはヒータ4を通電、変態(即ち開口部を閉じる)時
にはヒータ4への通電を遮断する方式であり、一般的に
B2→M、M→B2変態のみの使用は形状記憶合金の寿
命特性が悪く(即ち寿命が短く)、歪み量も多いとされ
ている。また、当社の冷蔵庫に従来方式の形状記憶ダン
パーを搭載し確認したところ、形状記憶合金が加熱され
母相に逆変態された時に発生する応力(収縮力)は、初
期値(使い始め時)に対してダンパーを数千回開閉させ
た場合と比較すると、著しく低下することが確認され
た。As a first disadvantage of the conventional shape memory damper, a reverse transformation (that is, opening an opening) is performed.
The heater 4 is sometimes energized, and the electric current to the heater 4 is cut off during the transformation (that is, when the opening is closed). In general, the use of only the B2 → M and M → B2 transformations results in poor life characteristics of the shape memory alloy. (That is, the life is short) and the amount of distortion is also large. In addition, when our conventional refrigerator was equipped with a conventional shape memory damper, we confirmed that the stress (shrinkage force) generated when the shape memory alloy was heated and inversely transformed into the parent phase was reduced to the initial value (when starting to use). On the other hand, when compared with the case where the damper is opened and closed several thousand times, it was confirmed that the damper significantly decreased.
【0010】第2の欠点として、冷蔵室を冷却する場合
にはヒータ4を通電し形状記憶合金3を逆変態させるこ
とによりその収縮力にてダンパーバッフル板1を開けて
いたが、常に−20〜−25℃程度の低温の冷気が形状
記憶合金3及びヒータ4に接しており、特に熱容量の小
さいヒータ4は無風時に比べて大きな熱を奪われる。こ
のため、冷却された状態で形状記憶合金を逆変態させる
時のAf点(例えば70℃)以上に加熱するためにはか
なり大きな発熱量となるようにヒータの抵抗値及び印加
電圧等を設定しなければならず、無風時に比べて明らか
に過大電力となるため消費電力の面から無駄な電力消費
となる不具合があった。また、冷蔵室の冷却を止める場
合には、ヒータ4への通電を遮断し形状記憶合金3を変
態させてダンパーバッフル板1を閉じていたが、送風機
が運転されている時は、循環する冷気で素早く形状記憶
合金が冷やされるためダンパーバッフル板1は素早く閉
じるものの、送風機が停止している時は、冷気が供給さ
れないため素早く形状記憶合金3を冷やすことができず
ダンパーバッフル板1を素早く閉じることができない欠
点があった。As a second disadvantage, when the refrigerator is cooled, the heater 4 is energized to reversely transform the shape memory alloy 3 to open the damper baffle plate 1 by the contraction force. Cold air at a low temperature of about -25 ° C. is in contact with the shape memory alloy 3 and the heater 4, and particularly the heater 4 having a small heat capacity takes more heat than when there is no wind. For this reason, in order to heat the shape memory alloy to the Af point (for example, 70 ° C.) or more when the shape memory alloy is reversely transformed in a cooled state, the heater resistance value and applied voltage are set so as to generate a considerably large amount of heat. The power consumption is obviously higher than when there is no wind, so that there is a problem that the power consumption is wasted. When the cooling of the refrigerating compartment is stopped, the energization of the heater 4 is interrupted to transform the shape memory alloy 3 and close the damper baffle plate 1. However, when the blower is operated, the circulating cold air flows. The shape memory alloy is cooled quickly, so that the damper baffle plate 1 closes quickly, but when the blower is stopped, no cool air is supplied, so the shape memory alloy 3 cannot be cooled quickly and the damper baffle plate 1 closes quickly. There were drawbacks that could not be done.
【0011】そこで本発明では、形状記憶合金コイルバ
ネに巻いたヒータへの通電方式を従来と逆方式にする一
方、開閉板を開いた状態(即ち冷却時)においてはヒー
タに常時微小電流を流して形状記憶合金コイルバネの温
度をMs点以上に維持して、形状記憶合金コイルバネを
R相変態(即ちR→B2、B2→R変態)だけで利用で
きるようにした冷蔵庫を提供することを目的とする。Therefore, in the present invention, the method of energizing the heater wound around the shape memory alloy coil spring is reversed from the conventional method, while a small current is always supplied to the heater when the open / close plate is opened (that is, during cooling). An object of the present invention is to provide a refrigerator in which the temperature of a shape memory alloy coil spring is maintained at the Ms point or higher and the shape memory alloy coil spring can be used only in the R-phase transformation (that is, R → B2, B2 → R transformation). .
【0012】また本発明は、加熱時において開閉板を閉
じた後はヒータへの通電率を低下することにより形状記
憶合金コイルバネの温度をAf点を大幅に越えて上昇し
過ぎないようにして、冷却時の温度幅が小さくなるよう
にした冷蔵庫を提供することを目的とする。Further, the present invention reduces the duty ratio to the heater after closing the open / close plate during heating so that the temperature of the shape memory alloy coil spring does not rise too much beyond the point Af. An object of the present invention is to provide a refrigerator in which the temperature range during cooling is reduced.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、冷却器で冷却
された冷気を貯蔵室へ導く冷気ダクトと、この冷気ダク
トへの冷気流入を制御するダンパー装置と、このダンパ
ー装置の動作を制御する制御装置とを備えた冷蔵庫にお
いて、前記ダンパー装置は、前記冷気ダクトを開閉する
開閉板と、この開閉板を開方向に付勢するバイアスバネ
と、加熱用のヒータが巻き付けられオーステナイト相転
移終了温度以上に加熱されたときに元の形状に回復し前
記バイアスバネの付勢力に抗して前記開閉板を閉塞させ
る形状記憶合金コイルバネとからなり、この形状記憶合
金コイルバネは前記貯蔵室側に配され、前記制御装置は
前記開閉板を閉塞させるために前記ヒータに通電するよ
うにしたことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a cooling device comprising:
A cold air duct that guides the cooled air to the storage room,
Damper device for controlling the flow of cold air into the
-A refrigerator equipped with a control device for controlling the operation of the device
And the damper device opens and closes the cold air duct.
An open / close plate and a bias spring for biasing the open / close plate in the opening direction
And a heater for heating are wound around the austenite phase
Before heating to the original shape when heated above the transfer end temperature
The opening / closing plate is closed against the biasing force of the bias spring.
And a shape memory alloy coil spring.
The gold coil spring is arranged on the storage room side, and the control device is
The heater is energized to close the open / close plate.
It is characterized by the following .
【0014】また本発明は、冷却器で冷却された冷気を
貯蔵室へ導く冷気ダクトと、この冷気ダクトへの冷気流
入を制御するダンパー装置と、このダンパー装置の動作
を制御する制御装置とを備えた冷蔵庫において、前記ダ
ンパー装置は、前記冷気ダクトに連通する開口を有する
ケースと、このケースに回動自在に軸支され前記開口を
開閉する開閉板と、この開閉板を開方向に付勢するバイ
アスバネと、加熱用のヒータが巻き付けられオーステナ
イト相転移終了温度以上に加熱されたときに元の形状に
回復し前記バイアスバネの付勢力に抗して前記開閉板を
閉塞させる形状記憶合金コイルバネとからなり、前記制
御装置は、前記開閉板を閉塞させるために前記ヒータに
通電し、開閉板を開いた状態において前記形状記憶合金
コイルバネの温度をマルテンサイト相転移開始温度以上
に維持するように前記ヒータに微小電流を流すようした
冷蔵庫を提供するものである。Further, the present invention provides a cool air duct for guiding cool air cooled by a cooler to a storage room, a damper device for controlling the flow of cool air into the cool air duct, and a control device for controlling the operation of the damper device. The refrigerator includes a case having an opening communicating with the cool air duct, an opening and closing plate pivotally supported by the case to open and close the opening, and biasing the opening and closing plate in an opening direction. And a shape memory alloy coil spring for recovering the original shape when the heating heater is wound and heated to a temperature higher than the austenite phase transition end temperature and closing the opening / closing plate against the biasing force of the bias spring. The control device energizes the heater to close the open / close plate, and controls the temperature of the shape memory alloy coil spring in a state where the open / close plate is opened. It is to provide a refrigerator which is to flow a small current to the heater to maintain a more martensitic phase transition initiation temperature.
【0015】即ちダンパ−装置の駆動源として、冷却過
程に母相(B2)→中間相(R相)→マルテンサイト相
(M相)の2段変態する形状記憶合金コイルバネと、こ
れに対抗するバイアスばねとを有したものであって、本
発明は形状記憶合金の加熱時の発生力を初期値に対して
開閉30万回後でも低下しないようにする制御方法を提
供するものであり、加熱時には必要以上にヒ−タに通電
せず省電力をはかり、冷却時には素早くマルテンサイト
相に変態させるために、変態時においてもヒ−タに微小
電流を通電しR相もしくはR相からM相への変態途中の
温度程度に維持させ低温状態(即ちMf点)まで冷却さ
せないようにしたものである。That is, as a driving source of the damper device, a shape memory alloy coil spring that undergoes a two-stage transformation of a mother phase (B2) → intermediate phase (R phase) → martensite phase (M phase) in the cooling process, and opposes this. The present invention provides a control method for preventing a force generated during heating of a shape memory alloy from being lowered even after 300,000 times opening / closing with respect to an initial value. In order to save power without energizing the heater more than necessary sometimes, and to quickly transform to the martensite phase during cooling, a small current is applied to the heater even during the transformation to change from the R phase or R phase to the M phase. Is maintained at about the temperature during the transformation and is not cooled to a low temperature state (that is, the Mf point).
【0016】さらに本発明の冷蔵庫は、その制御装置
が、開閉板で開口を閉塞した後は、形状記憶合金コイル
バネの温度をR相変態のマルテンサイト相転移開始温度
を越えかつオ−ステナイト相転移終了温度未満に維持す
るようにヒータへの通電率を低下させるようしたもので
ある。Further, in the refrigerator of the present invention, after the control device closes the opening with the opening / closing plate, the temperature of the shape memory alloy coil spring exceeds the martensite phase transition starting temperature of the R phase transformation and the austenite phase transition. This is to reduce the duty ratio of the heater so as to maintain the temperature below the end temperature.
【0017】[0017]
【作用】請求項1によれば、開閉板を閉じるときにヒー
タに通電し、開けるときに通電を停止し、且つ、形状記
憶合金コイルバネを前記貯蔵室側に配したので、前記ヒ
ータに通電した時には冷気ダクトは閉じられているの
で、冷却器からの冷気でヒータが冷やされるのを防止で
きる。 According to the first aspect, the heater is energized when the opening / closing plate is closed , and stopped when the opening / closing plate is opened.
Since the metal alloy coil spring was arranged on the storage room side,
When the power is turned on, the cold air duct is closed.
This prevents the cooler from cooling the heater.
Wear.
【0018】また請求項2によれば、開閉板を開いた状
態(即ち形状記憶合金コイルバネの冷却時)においても
ヒータに常時微小電流を流すようにしたことから、形状
記憶合金コイルバネの温度をR相変態のみもしくはR相
からM相への途中段階における温度に維持することがで
き、形状記憶合金の発生力及び歪み量の、30万回以上
開閉後の初期値に対する低下量が少なくなり、ダンパー
装置としての耐久性が飛躍的に伸びる。しかもヒ−タへ
の通電は必要最低限の発熱量となり開閉動作の応答性も
良くなる。According to the second aspect of the present invention, even when the opening / closing plate is opened (that is, when the shape memory alloy coil spring is cooled), a minute current is always supplied to the heater. The temperature can be maintained only during the phase transformation or at the intermediate stage from the R phase to the M phase, and the amount of generation force and strain of the shape memory alloy decreases less than the initial value after opening and closing 300,000 times or more. The durability of the device is dramatically increased. In addition, when the heater is energized, the required amount of heat is minimized, and the responsiveness of the switching operation is improved.
【0019】請求項3によれば、開閉板で開口を閉塞し
た後(即ち形状記憶合金コイルバネがAf点以上に加熱
された後)には、ヒータへの通電率を低下させるように
したことから、形状記憶合金コイルバネの温度をR相変
態のMs点を越え且つAf点未満に維持することができ、
ヒータの消費電力の低減及び形状記憶合金コイルバネ冷
却時の温度降下特性を従来よりも向上できる。According to the third aspect, after the opening is closed by the opening / closing plate (ie, after the shape memory alloy coil spring is heated to the point Af or higher), the power supply rate to the heater is reduced. The temperature of the shape memory alloy coil spring can be maintained above the Ms point of the R-phase transformation and below the Af point,
The power consumption of the heater can be reduced and the temperature drop characteristic during cooling of the shape memory alloy coil spring can be improved as compared with the related art.
【0020】[0020]
【実施例】以下本発明の実施例を図1乃至図8に基づき
説明する。図1は冷蔵庫の縦断側面図であり、図2は本
発明のダンパー装置を冷蔵室の冷気ダクトの入口部分に
配置した状態のダンパー装置周囲の拡大断面図であり、
図3はダンパー装置の分解斜視図であり、図4はダンパ
ー装置の平面図であり、図5は形状記憶合金コイルバネ
の応力−温度特性図であり、図6及び図7は制御装置の
第1実施例及び他の実施例を示す電気回路図であり、図
8は制御装置で制御される圧縮機、送風機及びヒータへ
の通電状態と形状記憶合金コイルバネの温度変化を示す
タイムチャート図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of a refrigerator, and FIG. 2 is an enlarged sectional view around a damper device in a state where the damper device of the present invention is arranged at an inlet portion of a cold air duct of a refrigerator.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the damper device, FIG. 4 is a plan view of the damper device, FIG. 5 is a stress-temperature characteristic diagram of the shape memory alloy coil spring, and FIGS. FIG. 8 is an electric circuit diagram showing an embodiment and another embodiment, and FIG. 8 is a time chart showing a state of energization to a compressor, a blower and a heater controlled by a control device and a temperature change of a shape memory alloy coil spring.
【0021】図1において1は家庭用冷蔵庫であり、こ
の冷蔵庫はその本体を構成する前面開口の断熱箱体2
と、この箱体の開口を閉塞する扉3、4、5とで構成さ
れる。扉3は後述の冷蔵室13に対応する回動式の扉で
あり、扉4及び5は引き出し式の扉であり、扉4は冷凍
室14に対応し、扉5は野菜室15に対応している。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a household refrigerator, which is a heat-insulating box 2 having a front opening and constituting a main body thereof.
And doors 3, 4, and 5 for closing the opening of the box. The door 3 is a revolving door corresponding to a refrigerator compartment 13 described later, the doors 4 and 5 are draw-out doors, the door 4 corresponds to the freezing compartment 14, and the door 5 corresponds to the vegetable compartment 15. ing.
【0022】11及び12は断熱箱体2の内部を上中下
3段に仕切る横仕切壁であり、本実施例では仕切壁11
の上方を食品が凍結しない温度(例えば約3℃程度)に
冷却される冷蔵室13、仕切壁12の上方を凍結温度
(例えば約−20℃前後)に冷却される冷凍室14、下
方を冷蔵室の温度より若干高めの野菜の収納に適した温
度(例えば約7℃程度)に冷却される野菜室15として
いる。また、扉4には冷凍食品を収納する容器16が、
扉5には野菜を収納する容器17がそれぞれ取り付けら
れている。Reference numerals 11 and 12 denote horizontal partition walls for partitioning the interior of the heat insulating box 2 into three stages of upper, middle and lower. In this embodiment, the partition walls 11 are used.
The refrigerator compartment 13 is cooled to a temperature where the food does not freeze (for example, about 3 ° C.), the freezer compartment 14 is cooled above the partition wall 12 to the freezing temperature (for example, about −20 ° C.), and the refrigerator is cooled below. The vegetable room 15 is cooled to a temperature slightly higher than the room temperature and suitable for storing vegetables (for example, about 7 ° C.). In addition, a container 16 for storing frozen food is provided on the door 4,
A container 17 for storing vegetables is attached to the door 5.
【0023】冷凍室14の背部には仕切板18が配置さ
れ、この仕切板18の後方に冷却器としてのプレートフ
ィン式の蒸発器19及びプロペラファン等の送風機20
が配置される冷却器室21が形成されている。A partition plate 18 is disposed at the back of the freezer compartment 14. Behind the partition plate 18, a plate fin type evaporator 19 as a cooler and a blower 20 such as a propeller fan are provided.
Is formed.
【0024】22は蒸発器19で冷却された冷気を吹出
口22Aから冷凍室14に供給するための冷凍用冷気ダ
クトであり、23は横仕切壁11を貫通し蒸発器19で
冷却された冷気を冷蔵室13へ供給するための冷蔵用冷
気ダクトであり、24はこの冷蔵用冷気ダクト23に連
通し吹出口24A及び24Bから冷蔵室に分配して冷気
を供給する分配用冷気ダクトである。25は冷蔵用冷気
ダクト23と分配用冷気ダクト24の接続部分に配置さ
れたいわゆる形状記憶ダンパーなるダンパー装置であ
る。Reference numeral 22 denotes a freezing air duct for supplying the cool air cooled by the evaporator 19 from the outlet 22A to the freezing compartment 14, and 23 denotes a cool air that passes through the horizontal partition wall 11 and is cooled by the evaporator 19. Is a refrigeration cool air duct for supplying refrigeration to the refrigeration compartment 13, and 24 is a distribution chill air duct that communicates with the refrigeration cold air duct 23 and distributes the cool air from the outlets 24A and 24B to the refrigeration compartment. Reference numeral 25 denotes a damper device, which is a so-called shape memory damper, which is disposed at a connection portion between the refrigeration cool air duct 23 and the distribution cool air duct 24.
【0025】断熱箱体2の下部でかつ後部には、圧縮機
31及び蒸発皿32を配置する機械室33が形成されて
いる。35は蒸発器19の下方に配置された露受皿であ
り、36はこの露受皿35と蒸発器19との間に配置さ
れた石英ガラス管ヒータ或るいはバイコール管ヒータ等
の除霜用ヒータであり、この除霜用ヒータ36のガラス
管の表面には白金系セラミック脱臭触媒を積層塗布して
焼成してある。この除霜用ヒータ36により、圧縮機3
1の運転時(即ち冷却運転時)には蒸発器19の下方に
戻ってくる臭気成分を含んだ冷気の臭気成分を吸着し、
クリーンな冷気として蒸発器と熱交換させることがで
き、また、除霜用ヒータの運転時(即ち除霜運転時)に
は吸着した臭気成分を白金系の触媒にて酸化分解して触
媒層の活性化及びクリーンな空気を生成することができ
る。A machine room 33 in which a compressor 31 and an evaporating dish 32 are arranged is formed below and behind the heat insulating box 2. Reference numeral 35 denotes a dew tray disposed below the evaporator 19, and reference numeral 36 denotes a defrosting heater such as a quartz glass tube heater or a Vycor tube heater disposed between the dew tray 35 and the evaporator 19. In addition, a platinum-based ceramic deodorizing catalyst is laminated and fired on the surface of the glass tube of the heater 36 for defrosting. This defrost heater 36 allows the compressor 3
At the time of the operation 1 (that is, at the time of the cooling operation), the odor component of the cool air including the odor component returning below the evaporator 19 is adsorbed,
Heat can be exchanged with the evaporator as clean cool air, and when the defrost heater is operated (that is, during the defrost operation), the adsorbed odor component is oxidized and decomposed with a platinum-based catalyst to form a catalyst layer. Activation and clean air can be generated.
【0026】37は横仕切壁12の下面前部に形成した
冷気吸込口37Aから仕切壁12の後部でかつ蒸発器の
下方に位置する部分に形成した戻り口37Bに至るよう
に横仕切壁12内部に前後方向に延在する冷気戻り通路
である。38は露受皿35から蒸発皿32まで除霜水を
案内する配水管である。Reference numeral 37 denotes the horizontal partition wall 12 extending from the cold air inlet 37A formed at the front of the lower surface of the horizontal partition 12 to the return port 37B formed at the rear of the partition 12 and below the evaporator. It is a cold air return passage extending inside in the front-rear direction. Reference numeral 38 denotes a water distribution pipe that guides defrost water from the dew receiving tray 35 to the evaporating tray 32.
【0027】ダンパー装置25は、分配用冷気ダクト2
4に連通する開口41を有する透明樹脂性のケース42
と、このケース42に回動自在に軸支され開口41を開
閉する開閉板43と、この開閉板43を開方向に付勢す
るバイアスバネ44と、加熱用のカンタルヒータ等のヒ
ータ45が巻き付けられオーステナイト相転移終了温度
(Af点)以上に加熱されたときに記憶させた元の形状
に回復しバイアスバネ44の付勢力に抗して開閉板43
を閉塞させる形状記憶合金コイルバネ46とからなる。The damper device 25 is provided with the cold air duct 2 for distribution.
Transparent resin case 42 having opening 41 communicating with 4
An opening / closing plate 43 pivotally supported by the case 42 to open and close the opening 41, a bias spring 44 for urging the opening / closing plate 43 in the opening direction, and a heater 45 such as a Kanthal heater for heating are wound. When heated to a temperature equal to or higher than the austenite phase transition end temperature (Af point), the original shape memorized is restored, and the open / close plate 43 is pressed against the biasing force of the bias spring 44.
And a shape memory alloy coil spring 46 that closes off.
【0028】ケース42は、基板51と、カバー52と
からなる。この基板51は、開口41と、開閉板43の
一部を臨ませる透孔53と、開閉板43を軸支するため
に透孔周縁部に形成したリブ54と、カバー52に形成
した2つの爪部58を挿入させる2つの挿入孔55と、
形状記憶合金コイルバネ46の一端を固定する固定部5
6と、バイアスバネ44の一端を固定する固定部57と
を備える。カバー52は、一面を開口した容器状をなし
開口周縁の一部に2つの爪部58を形成しており、一面
には空気取り入れ用の孔59が形成してある。The case 42 includes a substrate 51 and a cover 52. The substrate 51 includes an opening 41, a through hole 53 facing a part of the opening / closing plate 43, a rib 54 formed in a peripheral portion of the through hole to support the opening / closing plate 43, and two holes formed in a cover 52. Two insertion holes 55 for inserting the claws 58,
Fixing part 5 for fixing one end of shape memory alloy coil spring 46
6 and a fixing portion 57 for fixing one end of the bias spring 44. The cover 52 has a container shape with one surface opened, and has two claw portions 58 formed on a part of the periphery of the opening, and a hole 59 for taking in air is formed on one surface.
【0029】開閉板43は、基板51のリブ54に軸支
される2つの軸61と、形状記憶合金コイルバネ46の
他端を固定する固定部62と、バイアスバネ44の他端
を固定する固定部63と、開口41と閉じたときに開口
41と開閉板43とをシールする発泡スチロール等のシ
ール部材64とを備える。The opening / closing plate 43 includes two shafts 61 supported by the ribs 54 of the substrate 51, a fixing portion 62 for fixing the other end of the shape memory alloy coil spring 46, and a fixing portion for fixing the other end of the bias spring 44. A portion 63 and a sealing member 64 such as polystyrene foam for sealing the opening 41 and the opening / closing plate 43 when the opening 41 is closed.
【0030】尚、形状記憶合金コイルバネ46の両端
は、固定部材65を介して固定部56及び62にビス等
の器具60で固定される。各固定部材65には、ヒータ
45の一端を接続するとともにリード線66を接続する
ための固定端子67が取り付けられており、ヒータ45
はこの固定端子67に対して圧着溶接により電気的に接
続されている。図3において形状記憶合金コイルバネ4
6とバイアスバネ44のそれぞれの両端は開閉板43及
びケース42にそれぞれ取り付けられるが、従来技術の
図9と比較しそれぞれのバネの付勢力の加わり方が本発
明と従来例とでは逆方向となっている。Incidentally, both ends of the shape memory alloy coil spring 46 are fixed to fixing portions 56 and 62 via fixing members 65 with tools 60 such as screws. A fixed terminal 67 for connecting one end of the heater 45 and connecting a lead wire 66 is attached to each fixing member 65.
Is electrically connected to the fixed terminal 67 by crimp welding. In FIG. 3, the shape memory alloy coil spring 4
6 and both ends of the bias spring 44 are respectively attached to the opening / closing plate 43 and the case 42. However, as compared with FIG. 9 of the prior art, the way of applying the biasing force of each spring is opposite to that of the present invention and the conventional example. Has become.
【0031】次に、本発明の形状記憶合金コイルバネ4
6の応力−温度特性について簡単に説明する。一般的に
は、図5に示す如くヒステリシス幅の大きい冷却過程に
おいて中間相(所謂ランドヘドラル相(以下単にR相と
いう))及びマルテンサイト相(以下単にM相という)
の2段階で変態する特性を有する形状記憶合金(特にR
相が存在する合金にバイアス荷重(バイアスバネ)を組
み合わせたもの)が使用され、冷却及び加熱による相変
態としてはB2→R→M→B2で使用されている。本発
明ではその具体例として、Af点70℃、オーステナイ
ト相転移開始温度As(以下単にAs点という)53℃、
R相でのマルテンサイト相転移開始温度Ms'(以下単に
Ms'点という)55℃、R相でのマルテンサイト相転移
終了温度Mf'(以下単にMf'点という)46℃、M相で
のマルテンサイト相転移開始温度Ms(以下単にMs点と
いう)9℃、M相でのマルテンサイト相転移終了温度M
f(以下単にMf点という)−18℃近辺の温度帯の形状
記憶合金(TiNi合金)を使用している。特に、Tiが
45.2重量%、Niが54.8重量%のTiNi合金で
ある。Next, the shape memory alloy coil spring 4 of the present invention will be described.
The stress-temperature characteristics of No. 6 will be briefly described. Generally, an intermediate phase (so-called land-hedral phase (hereinafter simply referred to as R phase)) and a martensite phase (hereinafter simply referred to as M phase) in a cooling process having a large hysteresis width as shown in FIG.
Shape memory alloy having the property of transforming in two stages (particularly R
An alloy having a phase and a bias load (bias spring) are used), and the phase transformation by cooling and heating is used in the order of B2 → R → M → B2. In the present invention, specific examples thereof include an Af point of 70 ° C., an austenite phase transition onset temperature As (hereinafter simply referred to as an As point) of 53 ° C.,
Martensite phase transition onset temperature Ms '(hereinafter simply referred to as Ms' point) 55 ° C. in R phase, martensite phase transition end temperature Mf '(hereinafter simply Mf' point) in R phase 46 ° C. Martensite phase transition onset temperature Ms (hereinafter simply referred to as Ms point) 9 ° C. Martensite phase transition end temperature M in M phase
f (hereinafter simply referred to as Mf point) A shape memory alloy (TiNi alloy) in a temperature range around -18 ° C is used. In particular, it is a TiNi alloy having 45.2% by weight of Ti and 54.8% by weight of Ni.
【0032】制御装置Sの第1の実施例を示す図6にお
いて、71は冷凍室14の温度を検出する冷凍室温度セ
ンサ(以下Fセンサという)72及び冷蔵室の温度を検
出する冷蔵室温度センサ(以下Rセンサという)73か
らの温度検出信号に基づいて圧縮機31、送風機20及
びヒータ45への通電を制御する制御手段としてのマイ
クロコンピュータである。この制御手段71の一つの出
力ポートは、抵抗74を介しトランジスタ75のベ−ス
に接続されている。そのエミッタは接地され、コレクタ
はヒータ45を介して直流電源(例えば12V)76に
接続されると共に、バイアス抵抗77を介して接地され
る。In FIG. 6 showing the first embodiment of the control device S, reference numeral 71 denotes a freezer compartment temperature sensor (hereinafter referred to as an F sensor) 72 for detecting the temperature of the freezer compartment 14 and a refrigerator compartment temperature for detecting the temperature of the refrigerator compartment. It is a microcomputer as control means for controlling energization to the compressor 31, the blower 20, and the heater 45 based on a temperature detection signal from a sensor (hereinafter referred to as an R sensor) 73. One output port of the control means 71 is connected to the base of a transistor 75 via a resistor 74. The emitter is grounded, the collector is connected to a DC power supply (for example, 12 V) 76 via the heater 45, and grounded via a bias resistor 77.
【0033】制御手段71は、Rセンサ73で検出され
た冷蔵室温度が冷蔵室の設定下限温度以下のときに、ダ
ンパー装置25を閉じるために出力ポートからハイレベ
ル信号(以下H信号という)を出力しトランジスタ75
を導通させ、ヒータ45に約12Vを印加する。When the temperature of the refrigerator compartment detected by the R sensor 73 is equal to or lower than the set lower limit temperature of the refrigerator compartment, the control means 71 outputs a high level signal (hereinafter referred to as H signal) from an output port to close the damper device 25. Output transistor 75
, And approximately 12 V is applied to the heater 45.
【0034】冷蔵庫実装実験において、ヒータ45とし
て線径φ0.11mm、ヒータ長さ約1.6m、抵抗値
約190Ωに設定したところ、発熱量が0.75W/h
となり、形状記憶合金コイルバネ46の温度はAf点
(70℃)より高い約90℃で安定し、開閉板43は開
口41を従来仕様(即ち過大電力で冷気の冷却量に打ち
勝って開閉板を開ける場合)に比べて余裕をもって閉じ
た。これは後述するコイルバネを冷却したときの下限温
度が従来よりも高い温度になっていることにも起因する
ものである。In the refrigerator mounting experiment, when the heater 45 was set to a wire diameter of φ0.11 mm, a heater length of about 1.6 m, and a resistance value of about 190Ω, the calorific value was 0.75 W / h.
The temperature of the shape memory alloy coil spring 46 stabilizes at about 90 ° C. higher than the Af point (70 ° C.). Case) closed with margin. This is also due to the fact that the lower limit temperature when the coil spring described later is cooled is higher than the conventional temperature.
【0035】また制御手段71は、Rセンサ73で検出
された冷蔵室温度が冷蔵室の設定上限温度以上のとき
に、ダンパー装置25を開けるために出力ポートからロ
ウレベル信号(以下L信号という)を出力しトランジス
タ75を非導通とし、ヒータ45とバイアス抵抗77と
の直列回路に約12Vを印加して、形状記憶合金コイル
バネ46の温度をMs点(9℃)近傍まで低下させ、開
閉板43を全開状態とする。When the temperature of the refrigerating compartment detected by the R sensor 73 is equal to or higher than the set upper limit temperature of the refrigerating compartment, the control means 71 outputs a low level signal (hereinafter referred to as an L signal) from an output port to open the damper device 25. The transistor 75 is turned off, the transistor 75 is turned off, and about 12 V is applied to a series circuit of the heater 45 and the bias resistor 77 to lower the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 to near the Ms point (9 ° C.). Fully open.
【0036】冷蔵庫実装実験において、バイアス抵抗7
7を160Ωにすることにより、ヒータ45の発熱量が
約0.2W/h(H信号出力時の約27%程度)とな
り、最低温度到達時でも約10℃前後に維持することが
でき、しかも開閉板43を全開することができた。この
冷却時においては、形状記憶合金コイルバネ46の温度
をMs点近傍の温度までしか低下させないようにしたこ
とから、完全にヒータへの通電を停止して開閉板を閉じ
る従来仕様に比べて、消費電力は増大するものの短時間
で開けることができた。また、約10℃前後までしか温
度低下しないことから、形状記憶合金コイルバネ46を
R相(即ちR→B2、B2→R変態)だけで使用するこ
とができるようになり、従来に比較してダンパー装置2
5の熱サイクル疲労特性及び繰り返し特性を向上でき
る。実験において、バイアス抵抗77を設けたものと設
けないものとで開閉回数を変化させてコイルバネ46の
収縮力の変化を測定したところ、バイアス抵抗77を設
けた場合のほうが収縮力の低下量が小さかった。In the refrigerator mounting experiment, the bias resistor 7
By setting 7 to 160Ω, the calorific value of the heater 45 becomes about 0.2 W / h (about 27% of the H signal output), and can be maintained at about 10 ° C. even when the minimum temperature is reached. The opening / closing plate 43 could be fully opened. At the time of cooling, the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 is reduced only to a temperature near the Ms point, so that the power consumption to the heater is completely stopped and the opening / closing plate is closed. Although the power increased, it could be opened in a short time. Further, since the temperature is reduced only to about 10 ° C., the shape memory alloy coil spring 46 can be used only in the R phase (ie, R → B2, B2 → R transformation). Device 2
5 can improve the thermal cycle fatigue characteristics and the repetition characteristics. In the experiment, when the change in the contraction force of the coil spring 46 was measured by changing the number of times of opening and closing with and without the bias resistor 77, the decrease in the contraction force was smaller when the bias resistor 77 was provided. Was.
【0037】一方 制御装置Sの第2の実施例を示す図
7と上述の図6との相違点は、図7にバイアス抵抗のな
いことと、制御手段78から出力される信号が制御手段
71の信号と異なることであるため、その他は符号を図
6と同じにしてある。On the other hand, the difference between FIG. 7 showing the second embodiment of the control device S and FIG. 6 described above is that there is no bias resistor in FIG. Since the signal is different from that of the signal of FIG.
【0038】制御手段78は、Rセンサ73で検出され
た冷蔵室温度が冷蔵室の設定下限温度以下のときに、ダ
ンパー装置25を閉じるために出力ポートからH信号を
出力しトランジスタ75を導通させ、ヒータ45に約1
2Vを印加する。When the temperature of the refrigerator compartment detected by the R sensor 73 is equal to or lower than the set lower limit temperature of the refrigerator compartment, the control means 78 outputs an H signal from the output port to close the damper device 25 and makes the transistor 75 conductive. , Heater 1
Apply 2V.
【0039】また制御手段78は、Rセンサ73で検出
された冷蔵室温度が冷蔵室の設定上限温度以上のとき
に、ダンパー装置25を開けるために出力ポートからH
信号とL信号を交互(間欠的)に出力して、トランジス
タ75を間欠的に導通させ、直流電圧(約12V)をヒ
−タ45に間欠的に通電するものである。When the temperature of the refrigerating compartment detected by the R sensor 73 is equal to or higher than the upper limit temperature of the refrigerating compartment, the control means 78 outputs H from the output port to open the damper device 25.
The signal and the L signal are output alternately (intermittently), the transistor 75 is intermittently turned on, and a DC voltage (about 12 V) is intermittently supplied to the heater 45.
【0040】例えば制御手段78の出力ポ−トから4秒
間H信号を出力し、11秒間L信号を出力するようにし
て、上述と同様ヒ−タ45の発熱量を約0.2Wとした
ところ、最低温度到達時でもMs点近傍の温度(約10
℃)に保持することができ、支障無く開閉板43を開け
ることができた。これも従来の冷却して閉じる場合に比
べて短時間で開けることができた。For example, an H signal is output from the output port of the control means 78 for 4 seconds, and an L signal is output for 11 seconds, so that the heating value of the heater 45 is set to about 0.2 W as described above. Even when the lowest temperature is reached, the temperature near the Ms point (about 10
° C), and the opening / closing plate 43 could be opened without any trouble. This could be opened in a shorter time than in the conventional case of cooling and closing.
【0041】即ち、制御手段78によりヒータ45に連
続通電することで形状記憶合金コイルバネ46の温度を
Af点以上に加熱し、間欠的に通電することにより形状
記憶合金コイルバネ46の温度をMs点前後で安定する
ようにしている。That is, the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 is heated to the point Af or higher by continuously energizing the heater 45 by the control means 78, and the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 is increased to around the Ms point by intermittent energization. To make it stable.
【0042】以上の構成において、開閉板43を閉じる
ときにヒータ45に通電し、開けるときにヒータ45へ
の通電率を下げることにより、常時冷気に晒されている
ダンパー装置25の開閉特性を従来よりも向上できる。In the above configuration, the heater 45 is energized when the opening and closing plate 43 is closed, and the energization rate to the heater 45 is decreased when the opening and closing plate 43 is opened. Can be improved.
【0043】また、開閉板43を開いた状態(即ち形状
記憶合金コイルバネ46の冷却時)においてもヒータ4
5に微小電流を流すようにしたことから、形状記憶合金
コイルバネ46の温度をR相変態のみもしくはR相から
M相への途中段階における温度に維持することができ、
形状記憶合金コイルバネ46の収縮力及び歪み量を、3
0万回以上開閉後の値の初期値に対する低下量が少なく
なり、ダンパー装置25としての耐久性が飛躍的に伸び
る。しかもヒ−タ45への通電は必要最低限の発熱量と
なり開閉動作の応答性も良くなる。Further, even when the open / close plate 43 is opened (ie, when the shape memory alloy coil spring 46 is cooled), the heater 4
5, the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 can be maintained only at the R-phase transformation or at the intermediate stage from the R-phase to the M-phase.
The contraction force and distortion amount of the shape memory alloy coil spring 46 are set to 3
The amount of decrease in the value after opening and closing for more than 100,000 times with respect to the initial value is reduced, and the durability of the damper device 25 is dramatically increased. In addition, when the heater 45 is energized, the required amount of heat generation is minimized, and the responsiveness of the opening / closing operation is improved.
【0044】さらに、開閉板43で開口41を閉塞した
後(即ち形状記憶合金コイルバネ46がAf点以上に加
熱された後)には、ヒータ45への通電率を低下させる
ようにしたことから、形状記憶合金コイルバネ46の温
度をR相変態のMs点を越え且つAf点未満に維持するこ
とができ、ヒータ45の消費電力の低減及び形状記憶合
金コイルバネ46の冷却時の温度降下特性を従来よりも
向上できる。Further, after the opening 41 is closed by the opening / closing plate 43 (that is, after the shape memory alloy coil spring 46 is heated to the point Af or higher), the duty ratio of the heater 45 is reduced. The temperature of the shape memory alloy coil spring 46 can be maintained above the Ms point of the R-phase transformation and below the Af point, so that the power consumption of the heater 45 can be reduced and the temperature drop characteristics of the shape memory alloy coil spring 46 during cooling can be reduced. Can also be improved.
【0045】最後に、制御装置の第3の実施例を図8に
基づき説明する。第3の実施例における制御手段は、開
閉板43を開けるときにはヒータ45への通電を停止
し、閉じるときには始めのうちはヒータ45に連続通電
し、形状記憶合金コイルバネ46の温度がAf点を越え
た後はヒータ45への通電を間欠通電に切り替えるよう
に信号を制御するものである。間欠通電への切換の起点
として、冷凍室14の温度が冷凍室の設定下限温度以下
に低下してから一定時間(例えば2分)後にしたときの
形状記憶合金コイルバネの温度変化状態を示したものが
図8である。尚、間欠通電の終了は、冷凍室の温度が設
定上限温度以上になったときである。Finally, a third embodiment of the control device will be described with reference to FIG. The control means in the third embodiment stops the energization of the heater 45 when the opening and closing plate 43 is opened, and continuously energizes the heater 45 at the beginning when the opening and closing plate 43 is closed, so that the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 exceeds the point Af. After that, the signal is controlled so that the power supply to the heater 45 is switched to the intermittent power supply. As a starting point of the switching to the intermittent energization, a state in which the temperature of the shape memory alloy coil spring changes when a predetermined time (for example, 2 minutes) has passed after the temperature of the freezing compartment 14 has fallen below the lower limit temperature of the freezing compartment. Is shown in FIG. The end of the intermittent energization is when the temperature of the freezer reaches or exceeds the set upper limit temperature.
【0046】この制御方法によれば、開閉板43を閉じ
るとき(即ち形状記憶合金コイルバネを加熱するとき)
の消費電力を第1の実施例の制御方式に比べて小さくで
きるとともに、形状記憶合金コイルバネ46の温度上昇
の上限値を低くできる。このため、開閉板43を開ける
(即ち形状記憶合金コイルバネを冷却する)場合の降下
させるべき温度幅が小さくなり、全開するまでの時間を
第1及び第2の実施例と比較してさらに短くすることが
でき、開閉板の開閉動作を素早く行える。また形状記憶
合金コイルバネ46の温度がAf点以上に到達した後の
温度をAf点とMs点の間の温度に保持することも可能と
なる。According to this control method, when closing the open / close plate 43 (ie, when heating the shape memory alloy coil spring).
Can be reduced as compared with the control method of the first embodiment, and the upper limit of the temperature rise of the shape memory alloy coil spring 46 can be reduced. For this reason, the temperature range to be lowered when the opening / closing plate 43 is opened (that is, when the shape memory alloy coil spring is cooled) is reduced, and the time required for fully opening the opening / closing plate 43 is further shortened as compared with the first and second embodiments. The opening and closing operation of the opening and closing plate can be performed quickly. It is also possible to maintain the temperature after the temperature of the shape memory alloy coil spring 46 reaches the point Af or higher at a temperature between the points Af and Ms.
【0047】[0047]
【発明の効果】請求項1によれば、形状記憶合金コイル
バネは前記貯蔵室側に配置し、ヒータに通電して開閉板
を閉じるようにしてるので、通電時には開閉板が閉じて
冷却器の冷気がヒータには届かず、ヒータの通電時にヒ
ータが冷却器側の冷気に晒されることを抑制できる。 According to the first aspect, a shape memory alloy coil is provided.
The spring is arranged on the storage room side, and the heater is energized to open and close the
The opening and closing plate closes when the power is turned on.
The cool air of the cooler does not reach the heater,
The data can be prevented from being exposed to cool air on the cooler side.
【0048】また請求項2によれば、開閉板を開いた状
態(即ち形状記憶合金コイルバネの冷却時)においても
ヒータに常時微小電流を流すようにしたことから、形状
記憶合金コイルバネの温度をR相変態のみもしくはR相
からM相への途中段階における温度に維持することがで
き、形状記憶合金の発生力及び歪みを、30万回以上開
閉後の初期値に対する低下量が少なくなり、ダンパー装
置としての耐久性が飛躍的に伸びる。しかもヒ−タへの
通電は必要最低限の発熱量となり開閉動作の応答性も良
くなる。According to the second aspect of the invention, even when the open / close plate is opened (that is, when the shape memory alloy coil spring is cooled), a minute current is always supplied to the heater. It is possible to maintain only the phase transformation or the temperature in the middle of the transition from the R phase to the M phase, and to reduce the generation force and strain of the shape memory alloy from the initial value after opening and closing more than 300,000 times. As a result, the durability is dramatically increased. In addition, when the heater is energized, the required amount of heat is minimized, and the responsiveness of the switching operation is improved.
【0049】請求項3によれば、開閉板で開口を閉塞し
た後(即ち形状記憶合金コイルバネがAf点以上に加熱
された後)には、ヒータへの通電率を低下させるように
したことから、形状記憶合金コイルバネの温度をR相変
態のMs点を越え且つAf点未満に維持することができ、
ヒータの消費電力の低減及び形状記憶合金コイルバネ冷
却時の温度降下特性を従来よりも向上できる。According to the third aspect, after the opening is closed by the opening / closing plate (that is, after the shape memory alloy coil spring is heated to the point Af or higher), the energization rate to the heater is reduced. The temperature of the shape memory alloy coil spring can be maintained above the Ms point of the R-phase transformation and below the Af point,
The power consumption of the heater can be reduced and the temperature drop characteristic during cooling of the shape memory alloy coil spring can be improved as compared with the related art.
【図1】冷蔵庫の縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view of a refrigerator.
【図2】本発明のダンパー装置を冷蔵室の冷気ダクトの
入口部分に配置した状態のダンパー装置周囲の拡大断面
図である。FIG. 2 is an enlarged sectional view around the damper device in a state where the damper device according to the present invention is arranged at an inlet portion of a cold air duct of a refrigerator.
【図3】ダンパー装置の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the damper device.
【図4】ダンパー装置の平面図である。FIG. 4 is a plan view of the damper device.
【図5】形状記憶合金コイルバネの応力−温度特性図で
ある。FIG. 5 is a stress-temperature characteristic diagram of a shape memory alloy coil spring.
【図6】制御装置の第1実施例を示す電気回路図であ
る。FIG. 6 is an electric circuit diagram showing a first embodiment of the control device.
【図7】制御装置の他の実施例を示す電気回路図であ
る。FIG. 7 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the control device.
【図8】制御装置で制御される圧縮機、送風機及びヒー
タへの通電状態と形状記憶合金コイルバネの温度変化を
示すタイムチャート図である。FIG. 8 is a time chart showing a state of energization of a compressor, a blower, and a heater controlled by a control device and a temperature change of a shape memory alloy coil spring.
【図9】従来のダンパー装置を示す図2対応図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 showing a conventional damper device.
【図10】従来の制御装置を示す電気回路図である。FIG. 10 is an electric circuit diagram showing a conventional control device.
1 冷蔵庫 24 分配用冷気ダクト(冷気ダクト) 25 ダンパー装置 41 開口 42 ケース 43 開閉板 44 バイアスバネ 45 ヒータ 46 形状記憶合金コイルバネ(SMAコイル) S 制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Refrigerator 24 Distribution cool air duct (Cool air duct) 25 Damper device 41 Opening 42 Case 43 Opening / closing plate 44 Bias spring 45 Heater 46 Shape memory alloy coil spring (SMA coil) S Control device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−113258(JP,A) 特開 昭60−207885(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F25D 17/08 F03G 7/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-113258 (JP, A) JP-A-60-207885 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F25D 17/08 F03G 7/06
Claims (3)
冷気ダクトと、この冷気ダクトへの冷気流入を制御する
ダンパー装置と、このダンパー装置の動作を制御する制
御装置とを備えた冷蔵庫において、 前記ダンパー装置は、前記冷気ダクトを開閉する開閉板
と、この開閉板を開方向に付勢するバイアスバネと、加
熱用のヒータが巻き付けられオーステナイト相転移終了
温度以上に加熱されたときに元の形状に回復し前記バイ
アスバネの付勢力に抗して前記開閉板を閉塞させる形状
記憶合金コイルバネとからなり、この形状記憶合金コイルバネは前記貯蔵室側に配され、
前記制御装置は前記開閉板を閉塞させるために前記ヒー
タに通電するようにしたことを特徴とする冷蔵庫。1. A refrigerator comprising: a cool air duct for guiding cool air cooled by a cooler to a storage room; a damper device for controlling the flow of cool air into the cool air duct; and a control device for controlling the operation of the damper device. In the damper device, an opening / closing plate for opening and closing the cold air duct , a bias spring for urging the opening / closing plate in an opening direction, and a heater for heating are wound and heated to a temperature equal to or higher than the austenite phase transition end temperature. A shape memory alloy coil spring that closes the open / close plate against the biasing force of the bias spring by restoring its original shape, and the shape memory alloy coil spring is disposed on the storage chamber side,
The refrigerator is characterized in that the control device energizes the heater to close the opening / closing plate.
冷気ダクトと、この冷気ダクトへの冷気流入を制御する
ダンパー装置と、このダンパー装置の動作を制御する制
御装置とを備えた冷蔵庫において、前記ダンパー装置
は、前記冷気ダクトに連通する開口を有するケースと、
このケースに回動自在に軸支され前記開口を開閉する開
閉板と、この開閉板を開方向に付勢するバイアスバネ
と、加熱用のヒータが巻き付けられオーステナイト相転
移終了温度以上に加熱されたときに元の形状に回復し前
記バイアスバネの付勢力に抗して前記開閉板を閉塞させ
る形状記憶合金コイルバネとからなり、前記制御装置
は、前記開閉板を閉塞させるために前記ヒータに通電
し、前記開閉板を開いた状態において前記形状記憶合金
コイルバネの温度をマルテンサイト相転移開始温度以上
に維持するように前記ヒータに常時微小電流を流すよう
に構成されたことを特徴とする冷蔵庫。2. A refrigerator comprising: a cool air duct for guiding cool air cooled by a cooler to a storage room; a damper device for controlling the flow of cool air into the cool air duct; and a control device for controlling the operation of the damper device. In the case, the damper device has a case having an opening communicating with the cold air duct,
An opening / closing plate rotatably supported by the case to open and close the opening, a bias spring for urging the opening / closing plate in an opening direction, and a heater for heating are heated around the austenite phase transition end temperature or higher. Sometimes a shape memory alloy coil spring that recovers to its original shape and closes the open / close plate against the biasing force of the bias spring, and the controller energizes the heater to close the open / close plate. A refrigerator configured to constantly supply a minute current to the heater so as to maintain the temperature of the shape memory alloy coil spring at or above the martensite phase transition start temperature in a state where the opening / closing plate is opened.
冷気ダクトと、この冷気ダクトへの冷気流入を制御する
ダンパー装置と、このダンパー装置の動作を制御する制
御装置とを備えた冷蔵庫において、前記ダンパー装置
は、前記冷気ダクトに連通する開口を有するケースと、
このケースに回動自在に軸支され前記開口を開閉する開
閉板と、この開閉板を開方向に付勢するバイアスバネ
と、加熱用のヒータが巻き付けられオーステナイト相転
移終了温度以上に加熱されたときに元の形状に回復し前
記バイアスバネの付勢力に抗して前記開閉板を閉塞させ
る形状記憶合金コイルバネとからなり、前記制御装置
は、前記開閉板を閉塞させるために前記ヒータに通電
し、前記開閉板で開口を閉塞した後には前記形状記憶合
金コイルバネの温度をR相変態のマルテンサイト相転移
開始温度を越えかつオ−ステナイト相転移終了温度未満
に維持するように前記ヒータへの通電率を低下させるよ
うにしたことを特徴とする冷蔵庫。3. A refrigerator comprising: a cool air duct for guiding cool air cooled by a cooler to a storage room; a damper device for controlling the flow of cool air into the cool air duct; and a control device for controlling the operation of the damper device. In the case, the damper device has a case having an opening communicating with the cold air duct,
An opening / closing plate rotatably supported by the case to open and close the opening, a bias spring for urging the opening / closing plate in an opening direction, and a heater for heating are heated around the austenite phase transition end temperature or higher. Sometimes a shape memory alloy coil spring that recovers to its original shape and closes the open / close plate against the biasing force of the bias spring, and the controller energizes the heater to close the open / close plate. After the opening is closed by the opening / closing plate, power is supplied to the heater so that the temperature of the shape memory alloy coil spring is maintained at a temperature higher than the martensitic phase transition start temperature of the R phase transformation and lower than the austenite phase transition end temperature. A refrigerator characterized by lowering the rate.
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