JP6683487B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は基板の冷却機構を備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫の制御基板や電源基板を効率良く冷却するため、基板が、冷蔵庫の背面下部の幅広空間に配置された冷蔵庫が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−９８５５９号公報

特許文献１に記載の冷蔵庫では、基板の配置位置が冷蔵庫の背面側なので、冷蔵庫を実際に設置すると、基板が部屋の壁と近接して配置されることになる。よって、風の流れによる冷却が期待できず、基板を十分に冷却できない可能性がある。

例えば、冷蔵庫が表示装置を備える場合には、冷蔵庫の基板に加えて、表示装置のための基板を更に備える必要がある。特に、大型の表示装置を備える場合には、表示装置のための基板がかなり大きなものとなるので、冷蔵庫の背面下部に設置スペースを確保するのは困難である。また、表示装置のための基板、特に電源基板からの発熱量も多くなるのでの、部屋の壁と近接した位置では冷却が困難である。

従って、本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、表示装置のための基板の十分な設置スペースを確保でき、かつ表示装置のための基板を十分に冷却することができる冷蔵庫を提供することにある。

本発明は、
筐体と、
前記筐体に開閉自在に取り付けられた少なくとも１つの扉と、
前記筐体または前記扉に取り付けられた少なくとも１つの表示装置と、
を備え、
前記表示装置のための基板の少なくとも一部が前記筐体の上面に配置されたことを特徴とする。

本発明によれば、表示装置のための基板の少なくとも一部が冷蔵庫の筐体の上面に配置されているので、十分な基板の設置スペースを確保できる。更に、上側に十分な空間が確保できるので、空気の流れにより、筐体の上面に配置された基板を十分に冷却することができる。

また本発明は、
前記筐体の上面に配置された前記基板が金属製のカバー部材で覆われ、
前記カバー部材の内部の空気を循環させるためのファンを備えることを特徴とする。

本発明によれば、筐体の上面に配置された基板がカバー部材で覆われているので、基板にダスト等が付着するのを防ぐことができる。更に、カバー部材の内部の空気をファンで循環するので、ファンによる空気の流れで、基板の各電気機器から熱を奪って、外側の熱伝導率の高い金属製のカバー部材に伝え、カバー部材から外部へ放熱することができる。よって、筐体の上面に配置された基板を十分に冷却することができる。

また本発明は、
前記カバー部材が、上面部と、前記上面部と繋がった全周にわたる側面部とから構成され、
前記カバー部材が前記筐体の前記上面の全体を覆い、前記カバー部材の前記上面部及び前記側面部の全体が冷却面として機能することを特徴とする。

本発明では、筐体の上面に配置された基板からの発熱を、筐体の上面全体を覆った熱伝導率の高い金属製のカバー部材の上面部及び側面部の全体を用いて外部へ放熱できるので、筐体の上面に配置された基板を効率的に冷却することができる。

また本発明は、
前記筐体の上面に配置された前記基板が、第１の基板及び第２の基板を有し、
前記第１の基板及び前記第２の基板を囲む外枠と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に配置され、前記外枠に繋がった仕切板と、を有するフレームが設けられ、
前記仕切板に、前記ファンが配置された第１の開口と、空気の流路となる第２の開口とが設けられ、
前記ファンから第１の基板側に吐出された空気が前記外枠または前記カバー部材の内壁に当たって逆向きに流れて、前記第２の開口から第２の基板側に流入し、
前記第２の基板側に流入した空気が、前記外枠または前記カバー部材の内壁に当たって再び逆向きに流れて、前記ファンの吸込口へ流入することにより、空気が前記カバー部材の内部を循環することを特徴とする。

本発明では、第１及び第２の開口の位置によりカバー部材内の流れが画定されるので、第１及び第２の開口を第１及び第２の基板の配置に応じて適切に配置することにより、筐体の上面に配置された基板を効率的に冷却することができる。

また本発明は、
前記ファンの吐出側に発熱量の大きな電気機器が配置されていることを特徴とする。

本発明では、最も高い冷却効果が期待できるファンの吐出側に発熱量の大きな電気機器が配置されているので、筐体の上面に配置された基板をより効率的に冷却することができる。

以上のように、本発明においては、表示装置のための基板の十分な設置スペースを確保でき、かつ表示装置のための基板を十分に冷却することができる冷蔵庫を提供することができる。

本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫の外形を示す斜視図である。 本発明の表示装置の基本的構成を模式的に示した冷蔵庫の側面断面図である。 図１に示す冷蔵庫において、冷蔵庫の筐体の上面を覆うカバー部材を取った状態を示す斜視図である。 図３における筐体の上面に配置された基板の領域を拡大して示す斜視図である。 カバー部材を取り外した状態の筐体の上面に配置された基板の領域の詳細を示す平面図、及びファンの取付部分の詳細を示す斜視図である。 本発明に係るカバー部材の中の空気の流れ及び熱の流れを模式的に示した側面断面図である。

次に、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫の説明）
図１は、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫の外形を示す斜視図である。はじめに、図１を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫２の概要を説明する。

本実施形態に係る冷蔵庫２は、筐体４、並びに筐体４に開閉自在に取り付けられた上扉６ａ及び下扉６ｂを備える。上扉６ａの前面に上側の表示装置８ａが取り付けられ、下扉６ｂの前面に下側の表示装置８ｂが取り付けられている。筐体４の上面は、カバー部材１０で覆われている。

図２は、本発明に係る表示装置８ａ，８ｂの基本的構成を模式的に示した冷蔵庫２の側面断面図である。図３は、図１に示す冷蔵庫２において、冷蔵庫２の筐体４の上面４ａを覆うカバー部材１０を取った状態を示す斜視図である。図４は、図３における筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０の領域を拡大して示す斜視図である。
次に、図２から図４を参照しながら、通常、カバー部材１０に覆われた筐体４の上面４ａの領域の構造について説明する。

図２に示すように、上扉６ａの表示装置８ａの背面側に、２つの表示装置８ａ，８ｂのための制御基板６０が備えられている。筐体４の上面４ａに、この制御基板６０のための電源基板４０が備えられており、結線７０を介して、電源基板４０から制御基板６０へ給電される。制御基板６０のための電源基板４０を、「第１の基板」と称することもできる。
２つの表示装置８ａ，８ｂには、それぞれバックライト８０ａ，８０ｂが備えられている。筐体４の上面４ａに、これらのバックライト８０ａ，８０ｂのための電源基板５０が備えられ、結線７２ａ，７２ｂを介して、電源基板５０からそれぞれバックライト８０ａ，８０ｂへ給電される。バックライト８０ａ，８０ｂのための電源基板５０を、「第２の基板」と称することもできる。

結線７０は、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０から、筐体４の外殼内部を通って、上扉６ａのヒンジ領域から上扉６ａの内部に入り、上扉６ａの内部に配置された制御基板６０に繋がっている。
結線７２ａは 、筐体４の上面４ａに配置された電源基板５０から、筐体４の外殼内部を通って、上扉６ａのヒンジ領域から上扉６ａの内部に入り、上扉６ａの内部に配置されたバックライト８０ａに繋がっている。同様に、結線７２ｂは、筐体４の上面４ａに配置された電源基板５０から、筐体４の外殼内部を通って、下扉６ｂのヒンジ領域から下扉６ｂの内部に入り、下扉６ｂの内部に配置されたバックライト８０ｂに繋がっている。

図２では、２つの表示装置８ａ，８ｂに対して１つの制御基板６０を備えているが、これに限られるものではなく、表示装置８ａ，８ｂのそれぞれに対して制御基板を備える場合もあり得る。この場合においても、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０から、それぞれの制御装置に給電が行われる。

カバー部材１０が取り除かれた図３及び図４に示すように、筐体４の上面４ａに、外枠２０ａ及び外枠２０ａに繋がった仕切板２０ｂから構成されるフレーム２０が設置されている。制御基板６０のための電源基板４０及びバックライト８０ａ，８０ｂのための電源基板５０は、略矩形状に配置された外枠２０ａに囲まれている。

仕切板２０ｂは、電源基板４０及び電源基板５０の間に配置されている。仕切版２０ｂに設けられたファン用開口２２に、ファン（図示せず）が配置される。仕切板２０ｂには、更に、送風用開口２４が設けられている。ファン用開口２２を「第１の開口」と称し、送風用開口２４を「第２の開口」と称することができる。
外枠２０ａ及び仕切板２０ｂで構成されるフレーム２０の材料として、樹脂材料を例示することができる。ただし、これに限られるものではなく、フレーム２０の材料として、金属材料をはじめとするその他の任意の材料を採用することができる。

カバー部材１０は、フレーム２０、並びにフレーム２０の中に配置された電源基板４０及び電源基板５０を覆うように、筐体４の上面４ａに取り付けられる。
カバー部材１０は、金属製の薄板からなる上面部１０ａ及び４つの側面部１０ｂから構成され、下面が開口している。例えば、上面部１０ａと各側面部１０ｂとの間は折り曲げ加工され、各側面部１０ｂの間は、溶接やネジ、ボルト等の締結部材で互いに接合されて、一面が開口した直方体の形状を形成できる。ただし、これに限られるものではなく、鋳造による一体成形をはじめとする、その他の任意の構造を採用することができる。カバー部材１０の形状についても、直方体の形状に限られるものではなく、冷蔵庫２の筐体４の形状や電源基板の配置等に応じて、任意の形状を有することができる。

カバー部材１０に用いる金属材料として、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅を例示することができるが、これに限られず、その他の任意の金属材料を採用することができる。更に、金属材料の表面に塗装を施すこともできる。金属材料の厚み寸法としては、０．３〜１ｍｍを例示することができる。

図５は、カバー部材１０を取り外した状態の筐体４の上面４ａに配置された基板４０，５０の領域の詳細を示す平面図、及びファン３０の取付部分の詳細を示す斜視図である。次に、図５を参照しながら、筐体４の上面４ａの領域の更に詳細な構造及びこの領域における冷却空気の流れについて説明する。

図５の左側の斜視図に示すように、ファン用開口２２にファン３０が上方から挿入されて固定される。一方、送風用開口２４には部材が挿入されず、空気の流路を形成する。図５の矢印により、ファン３０によってフレーム２０の外枠２０ａの内部を循環する空気の流れを示す。本実施形態では、ファン３０は電動モータで駆動されるプロペラファンである。ただし、ファンとしてこれに限られるものではなく、シロッコファン、斜流ファン、ターボファンをはじめとする任意のファンを用いることができる。

図５の矢印に示すように、ファン３０から、制御基板６０のための電源基板４０側に空気が吐出される。これにより、電源基板４０の各電気機器４０ａの間に空気が流れて、各電気機器４０ａを冷却することができる。特に、最も大きな冷却効果が期待できるファン３０の吐出側の軸方向に、電気機器４０ａのうち最も発熱量の大きいトランス４０ａ１が配置されているので、効率のよい冷却が実現できる。
その後、ファン３０から吐出された空気は、フレーム２０の図面右側の外枠２０ａまたは外枠２０ａに配置された部材に当たって、逆向き、つまり図面左側に流れる。この図面左側への空気の流れにより、電源基板４０の各電気機器４０ａの冷却を行うこともできる。

図面左側に流れる空気は、送風用開口２４からバックライト８０ａ，８０ｂのための電源基板５０側に流入する。この電源基板５０側に流入した空気の流れにより、電源基板５０の各電気機器５０ａの冷却を行うことができる。
そして、電源基板５０側に流入した空気が、外枠２０ａまたは外枠２０ａに配置された部材に当たって再び逆向き、つまり図面右側に流れる。この図面右側の流れにより、電源基板５０の各電気機器５０ａの冷却を行うことができる。そして、空気は、ファン３０の吸込口へ流入することにより、空気が外枠２０ａの内部を循環する。

場合によっては、ファン３０により流動する空気が外枠２０ａで逆向きに流れず、外枠２０ａの上側に流れる可能性がある。その場合であっても、カバー部材１０の内壁に当たって進行方向が逆向きになるので、何れの場合であっても流れの向きが逆転する。
図５（図６も同様）では、全ての電気機器４０ａ，５０ａを代表して、１つの電気機器にだけ参照番号４０ａ，５０ａが付されているが、図示された全ての電気機器が参照番号４０ａまたは５０ａの電気機器に該当する。

ファン３０から吐出された空気は、発熱量の最も大きい電源基板４０のトランス４０ａ１を通過するときに最も温度が上がり、電源基板４０のその他の各電気機器４０ａの間、及び電源基板５０の各電気機器５０ａの間を通過するときに、徐々に温度が下がる。つまり、各電気機器４０ａ，５０ａからの発熱量よりも、カバー部材１０の外面からの放熱量の方が大きい。そして、ファン３０の吸込口へ流入するときには、概ね、ファン３０から吐出されたときの元の温度に戻っている。これにより、定常状態の冷却サイクルが構築される。

以上のように、ファン用開口２２及び送風用開口２４の位置によりカバー部材１０内の流れが画定されるので、ファン用開口２２及び送風用開口２４を、電源基板４０，５０の各電気機器４０ａ，５０ａの位置に応じて適切に配置することにより、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０を効率的に冷却することができる。つまり、ファン用開口２２及び送風用開口２４の位置を適切に定めることにより、流れる空気が、冷却すべき電源基板４０，５０の各電気機器４０ａ，５０ａに当たるようにすることができる。これにより、流路を設けるためのガイドのような特別の部材を要さず、低コストで効率的に冷却が可能な冷却機構を実現できる。また、様々な電気機器４０ａ，５０ａの配置パターンに柔軟に対応することができる。

図６は、本発明に係るカバー部材の中の空気の流れ及び熱の流れを模式的に示した側面断面図である。次に、図６を参照しながら、カバー部材１０の中の空気の流れ及び熱の流れを模式的に示す。図６の実線の矢印は、図５で示すような水平方向に循環する空気の流れを模式的に示す。図６の点線の矢印は、放熱の流れを模式的に示す。

図６に示すように、表示装置８ａ，８ｂのための基板の少なくとも一部、具体的には、電源基板４０，５０が冷蔵庫２の筐体４の上面４ａに配置されているので、十分な基板の設置スペースを確保できる。更に、上側に十分な空間が確保できるので、空気の流れにより、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０を十分に冷却することができる。

本実施形態によれば、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０がカバー部材１０で覆われているので、電源基板４０，５０にダスト等が付着するのを防ぐことができる。
更に、カバー部材１０の内部の空気をファン３０で循環するので、ファン３０による空気の流れで、電源基板４０，５０の各電気機器４０ａ，５０ａから熱を奪って、外側の熱伝導率の高い金属製のカバー部材１０に伝え、カバー部材１０から外部へ放熱することができる。よって、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０を十分に冷却することができる。

本実施形態では、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０からの発熱を、筐体４の上面４ａ全体を覆った熱伝導率の高い金属製のカバー部材１０の上面部及び側面部の全体を用いて外部へ放熱できるので、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０，５０を効率的に冷却することができる。

原則として、カバー部材１０には開口は設けられておらず、カバー部材１０の内部における空気の流れで、各電気機器４０ａ，５０ａから熱を奪い、更にその熱を金属性のカバー部材１０の内面に伝え、熱伝導でカバー部材１０の外面に達した熱を外部へ放出する。これにより、各電気機器４０ａ，５０ａの冷却を十分に行うことができる。開口がないので、電源基板４０，５０にダスト等が付着するのを効果的に防ぐことができる。

ただし。これに限られるものではなく、カバー部材１０に外気を吸い込むための開口及び内部の空気を外へ排出するための開口を設けることもできる。例えば、カバー部材１０のファン３０の吸い込み口の延長線上の位置に外気を吸い込む開口を設け、カバー部材１０の送風用開口２４の流れ方向の延長線上の位置に内部の空気を外へ排出する開口を設けることが考えられる。これにより、より冷却効果を高めることができる。この場合、開口を下側に向けて、ダスト等がカバー部材１０の内部に入りにくい構造を採用することが好ましい。

電源基板４０，５０の各電気機器４０ａ，５０ａを冷却するための冷却空気の流速としては、発熱量の最も大きい電源基板４０のトランス４０ａ１に当たるときに、最も大きな流速を有するのが好ましい。冷却空気の温度も、発熱量の最も大きい電源基板４０のトランス４０ａ１に当たるときに、最も低い温度を有するのが好ましい。
よって、ファン３０の吐出側に発熱量の大きな電気機器であるトランス４０ａ１が配置されていることが好ましい。この場合、最も高い冷却効果が期待できるファン３０の吐出側に発熱量の大きな電気機器４０ａが配置されているので、筐体４の上面４ａに配置された電源基板４０をより効率的に冷却することができる。上述のように、トランス４０ａ１がファン３０の吐出側の軸方向に配置されていることが更に好ましい。

本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。

２ 冷蔵庫
４ 筐体
４ａ 上面
６ａ 上扉
６ｂ 下扉
８ａ，８ｂ 表示装置
１０ カバー部材
１０ａ 上面部
１０ｂ 側面部
２０ フレーム
２０ａ 外枠
２０ｂ 仕切板
２２ ファン用開口
２４ 送風用開口
３０ ファン
４０ 制御基板の電源基板
４０ａ 電気機器
４０ａ１ トランス
５０ バックライトの電源基板
５０ａ 電気機器
６０ 制御基板
７０ 結線
７２ 結線
８０ａ，８０ｂ バックライト

Claims (2)

1. 筐体と、
   前記筐体に開閉自在に取り付けられた少なくとも１つの扉と、
   前記筐体または前記扉に取り付けられた少なくとも１つの表示装置と、
   を備え、
   前記表示装置のための基板の少なくとも一部が前記筐体の上面に配置され、
   前記筐体の上面に配置された前記基板が金属製のカバー部材で覆われ、
   前記カバー部材の内部の空気を循環させるためのファンを備え、
   前記カバー部材が、上面部と、前記上面部と繋がった全周にわたる側面部とから構成され、
   前記カバー部材が前記筐体の前記上面の全体を覆い、前記カバー部材の前記上面部及び前記側面部の全体が冷却面として機能し、
   前記筐体の上面に配置された前記基板が、第１の基板及び第２の基板を有し、
   前記第１の基板及び前記第２の基板を囲む外枠と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に配置され、前記外枠に繋がった仕切板と、を有するフレームが設けられ、
   前記仕切板に、前記ファンが配置された第１の開口と、空気の流路となる第２の開口とが設けられ、
   前記ファンから第１の基板側に吐出された空気が前記外枠または前記カバー部材の内壁に当たって逆向きに流れて、前記第２の開口から第２の基板側に流入し、
   前記第２の基板側に流入した空気が、前記外枠または前記カバー部材の内壁に当たって再び逆向きに流れて、前記ファンの吸込口へ流入することにより、空気が前記カバー部材の内部を循環することを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記ファンの吐出側に発熱量の大きな電気機器が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。