JPH06241640A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 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、形状記憶合金コイルバネをＲ相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。 【構成】 ダンパー装置２５は、冷気ダクトに連通する
開口４１を有するケース４２と、このケースに回動自在
に軸支され開口を開閉する開閉板４３と、この開閉板を
開方向に付勢するバイアスバネ４４と、加熱用のヒータ
４５が巻き付けられＡf点以上に加熱されたときに元の
形状に回復しバイアスバネの付勢力に抗して開閉板を閉
塞させる形状記憶合金コイルバネ４６とからなり、制御
装置は開閉板を開いた状態において形状記憶合金コイル
バネの温度をＭs点以上に維持するようにヒータに常時
微小電流を流すようしたものである。

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
前記ヒータに通電するようにしたものである。

【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。

【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。

【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。

【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することにより、
常時冷気に晒されているダンパー装置の開閉特性を従来
よりも向上できる。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００４７】

【発明の効果】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することに
より、常時冷気に晒されているダンパー装置の開閉特性
を従来よりも向上できる。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷蔵庫の縦断側面図である。

【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。

【図３】ダンパー装置の分解斜視図である。

【図４】ダンパー装置の平面図である。

【図５】形状記憶合金コイルバネの応力−温度特性図で
ある。

【図６】制御装置の第１実施例を示す電気回路図であ
る。

【図７】制御装置の他の実施例を示す電気回路図であ
る。

【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。

【図９】従来のダンパー装置を示す図２対応図である。

【図１０】従来の制御装置を示す電気回路図である。

【符号の説明】

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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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するよ
   うにしたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 【請求項２】 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、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。
3. 【請求項３】 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、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。