JPS62129674A - 冷蔵庫内の各室内温度の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）発明の分野 本発明は冷蔵庫内部に設置された蒸発器からの冷気を冷
気循環通路を通して、冷凍・チルド・冷蔵の切換え可能
な貯蔵室、又は冷蔵室、又はチルド室、又は冷凍室に冷
気を供給する冷凍冷蔵庫において、各室への冷気流入■
をダンパー装置にて調節して、各室の温度を設定温度に
調節する制御装置に関する。

（ロ）背景 従来、この種の温度制御のダンパー装置は、マイクロコ
ンピュータ−（以後マイコンと称す）搭載前の冷蔵庫に
おいては、ベローズ内に封入したフロン等のガスの温度
による膨張特性を利用してダンパーの開閉を行っていた
が、この方式では冷蔵庫の外部からの操作による設定温
度の変更は不可能であるのみならず室内の急激な熱負荷
変動に対する応答性も悪いのが欠点であった。

一方、マイコン塔載の冷蔵庫においては、一方向回転の
モーターを利用したダンパーの全閉・全開の動作により
温度制御を行っているものが多いが、全閉・全開の動作
による温度制御方式のものは温度制御幅が大きく、冷蔵
庫の室内のきめ細かな温度制御には今−歩の努力が要求
されている。

又、最近よく使われるモーター制御の行い易いスチッピ
ングモーターを利用したダンパーのフラッパー精度の良
い制御方式においては、ステッピングモーター自体およ
びその駆動制御回路の価格が非常に高いことから、この
種のモーターを利用したダンパーはコマーシャルベース
に乗らす、非現実的なものとなっている。

（ハ）発明の目的 冷蔵庫の室内設定温度に対する室内の温度制御は、室の
冷気導入口に設けたダンパー装置のフラッパーを多段階
的に制御することにより、室内への冷気流入量を調節し
て行ない、急激な室内の熱負荷変動に対する温度制御の
応答性を極めて良くすると共に、きめ細かな温度調節を
行なうことを目的とする。

（ニ）発明の概要 冷蔵庫各室の設定温度を、冷蔵庫の外部に設けた押ボタ
ンスイッチ等により設定し、安価なモーターを駆動源と
したダンパー装置のモーターへの通電時間を前述の設定
温度と室内温度との正・負の温度差に比例させて、ダン
パー装置のフラッパーの開度（フラッパーの回転角度）
を全閉方向又は全開方向へ、多段階的に動作制御可能な
らしめることにより、安価なダンパー装置を使用して、
冷蔵油の室内温度を、設定温度にきめ細かく、かつ応答
性を高めて制御する装置を提供する。

（ホ）発明の実施例 本発明の実施例を以下に示す。

第１図に示す冷蔵庫はマイコンを塔載し、冷凍室、セレ
クト室および冷蔵室を備えた王室の冷凍冷蔵庫を示す。

室Ａは冷凍室１、室Ｂは冷蔵温度、チルド温度、又は冷
凍温度をセレクトボタン２により選択可能なセレクト室
３、室Ｃは冷蔵室４を示す。

又モーターファン５により、蒸発器６の冷気を循環させ
る冷気循環通路７が室Ｂのセレクト室３および室Ｃの冷
蔵室４に導かれており、各室への冷気循環通路７の導入
口８には、各室の温度を制御するダンパー９（第２〜第
３図に詳細を示す）が装着されている。該ダンパー９は
、正転０逆転可能なモーター１０（例えばＤＣモーター
又はコンデンサー付ＡＣモーター）を駆動源とし、ギヤ
ーヘッド１１を介してモーターｌＯの回転数を落とし、
ギヤーヘッド１１の出力軸には円盤状のカム１２が装着
されている。

冷気循環通路７の導入口８に設けた窓枠１３の窓（開口
部）１４を開閉するフラッパー１５の背面中央には作用
点用のアーム１６を設けると共に該アーム１６の下端に
は作用点１７を設け、この作用点１７を前述のカム１２
の表゛面に接するようになし、カム１２の回転運動によ
りフラッパー１５を窓に対し開閉するようにしている。

又該フラッパー１５には作用点用のアームＩＢの両側に
支点用アーム１８を設け、窓枠１３に設けた支点用の孔
１９に支点用アーム下端のピン２０が装着されている。

−・方、フラッパー１５の内面中央には突起２１を設け
、窓枠底部に設けた突起２２との間に引張りバネ２３を
設けてフラッパー１５を絶えず閉方向に付勢している。

一方、円盤状のカムＩ２の最も高い位置２４（フラッパ
ー全開の位置）には、第４図（Ｂ）に示す如くマグネッ
ト２５が埋設されており、第３図に示す如く、フラッパ
ー１５の完全閉（アームの作用点１７がカムの最低位置
にある時）および完全開（アームの作用点＋７がカムの
最高位置にある時）の位置に、第４図（Ａ）に示す如く
リードスイッチアッシー２Ｂおよびリードスイッチアッ
シー２７が各々配置されている。

そしてリードスイッチアッシー２６およびリードスイッ
チアッシー２７とカム１２とは非接触状態で配置され、
フラッパー全閉時はリードスイッチアッシー２７がＯＮ
、フラッパー全開時はリードスイッチアッシー２６がＯ
Ｎとなる。

尚、リードスイッチアッシー２６およびリードスイッチ
アッシー２７の各々の片側端子は一つに接続されてアー
ス接地されており、又他方の端子は各々マイコンの入力
端子Ｐλ５とＰＡ４に接続されている。

以後においては、セレクト室３（つまり冷蔵、チルド、
冷凍の各状態が押ボタンスイッチ２により選択出来る室
）に装着されたダンパーの例を中心に説明を展開する。

第５図には冷蔵庫に塔載されたマイコン２８とセレクト
３室に装着されたダンパーを制御する周辺装置および各
制御回路の配線関係を示している。

マイコン２８の入出力ＩＣ２９においてＰＡＯ〜ＰＡ７
はプルアップされた入力ピンを、ＰＣＯ〜ＰＣ７は出力
ピンを示し、ＰＡＯ〜ＰＡ２には、冷蔵庫内温度を設定
する押ボタンスイッチ２と、それをサポートする選択回
路３０が接続され、該押ボタンスイッチ２により、冷蔵
温度（例えば＋５℃）、チルド温度（例えば０℃）およ
び冷凍温度（例えば−１５℃）が選択される。

これらの温度はマイコン２８のプログラムの設定値によ
り、任意に設定することが可能である。

一方ＰＡ４およびＰＡ５はダンパーの出力軸に装着され
たカムＩ２によるフラッパー１５の全閉および全開を検
出する位置検出センサーのリードスイッチアッシー２６
およびリードスイッチアッシー２７のアース側端子の反
対側の端子と接続されており、リードスイッチ２６また
はリードスイッチ２７のリードスイッチがＯＮの時ＰＡ
４又はＰＡ５は“１”→“０”の変化をし、マイコン２
Ｂはカム１２の位置、すなわち、フラッパー１５の全閉
又は全開の信号を受ける。

ＰＡＧおよびＰＡ７は遊びの端子である。

一方、出力端子ＰＣＯ〜ＰＣ３は温度検出回路３１（Ｄ
／八へ換回路３２、温度センサー回路３３、およびコン
パレーター回路３４）に出力して、温度を測定する端子
である。マイコン２８の信号は入出力ＩＣ２！ｌを介し
てＰＣＯ〜ＰＣ３から発信され、マイコン２８のデジタ
ル温度と、温度検出センサー３３のサーミスタ３５にて
検出された温度とが一致した時の温度とし、一致しない
時はコンパレーター回路３４の出力Ｃｏｕｔ　３［ｉが
“１”又は“０”の信号を発信してマイフン２８は一致
する値を探す。

又ＰＣ４はマイコン２８が設定温度Ｔｏと測定温度ＴＩ
との差Ｔｏ−ＴＩの値によりモーターを正転か又は逆転
かを決定し、例えば正転の場合は“０”、逆転の場合は
“１”の信号を出力し、リレーをＯＮ又はＯＦＦ状態と
する。ＰＯ２はモーターを駆動するか否かの信号を出力
するボートであり、′１”の場合モーターはＯＮ、”Ｏ
”の場合のモーターはＯＦＦの状態とする。

第６図にリレー駆動回路を示す。

マイコン２８からの信号により、入出力ＩＣ２９の出力
端子ＰＣ４の信号がＯＮ、つまり“１”になると、トラ
ンジスターＩ３７が作動し、火花消去用ダイオード３８
を装着したリレー３９が作動する。

入出力ｌ０２９の出力端子ＰＣ５の信号がＯＮ、つまり
“１”になるとトランジスターｌＩ４０が作動し、モー
ター１０がＯＮ状態となる。Ｄ　Ｃ１２ＶとグランドＧ
との間にはリレー３９の接点を利用して、正転および逆
転が可能な配線を介してモーターｌＯが接続されている
（例えばリレーＯＦＦの時正転、リレーＯＮの時逆転）
。

今回の実施例においては、ＰＯ２の信号とＰＯ２の信号
は、第７図に示す様に時間的にｔＯ秒（リレー３９が完
全に作動する時間）のタイミングをづらしてリレー３９
が完全作動後モーターＩＯをＯＮ作動させ、リレー３９
の接点で発生する火花等、リレー３９にとって不都合な
現象をなくシ、リレー３９の接点寿命の向上に配慮して
いる。

以上の構成からなるダンパーおよびそのシステムの動作
を第８図のフローチャートで説明する。

説明は前述の様にセレクト室の温度制御を中心に行う。

まず冷蔵庫の押ボタンスイッチ２でセレクト室３の設定
温度Ｔｏが冷蔵、チルド又は冷凍のいずれかに選択設定
される。セレクト室３の温度は温度検出センサーである
サーミスタ３５の温度−抵抗の特性を利用してＤ／Ａ変
換回路、温度センサー回路およびコンパレーター回路と
マイコン２８との間で測定し決定される（ＴＩ）。

次にマイコン２８内部で温度差△Ｔ＝ＴＩ−Ｔｏを計算
する。

次にモーターｌＯを駆動する駆動時間（ＴＭ）　　（フ
ラッパー１５が動作する時間）を設定する。これはモー
ター１０の単位通電時間（例えば０．１秒）をタイマー
として設定しておき、温度差△Ｔとの積（例えばに×Δ
’１’ｘｏ、を秒；ここでＫは重みを意味する定数）を
もってモーター１０の駆動時間としている。これはセレ
クト室３室内の温度と設定温度とに大きな幅がある場合
、室内の温度が設定値により早く到達する様、応答性を
高めるためである。

次に八Ｔの条件（＞Ｏ，＝Ｏ，＜Ｏ）によりフラッパー
Ｉ５の開動作、停止、閉動作を設定する。つまり、△Ｔ
＝０の場合、室内温度Ｔ１は設定温度Ｔ。

に等しいことを意味し、フラッパー１５の位置は最適位
置であることを意味しており、マイコン２８のプログラ
ムは手順の初期へ戻る。この時モーターＩＯは停止状態
である。

一方△Ｔ＞Ｏ（Ｔｊ＞Ｔｏ）の場合、つまり測定温度（
Ｔｉ）が設定温度（ＴＯ）より高い場合、セレクト室３
に冷気をたくさん送り込む必要があり、ダンパーのフラ
ッパー１５は開動作する様に設定される。

又△Ｔｏｏ　（Ｔｔ＜Ｔｏ）の場合は前述の逆となる。

次にマイコン２８は入出力ＩＣ２９の入力ボートＰＡ４
およびＰＡ５の信号を入力して、カム位置が全閉位置か
、全開位置かそれとも途中の位置かを確認し表−１に示
す条件に適合する条件を判定してモーター１０を駆動す
る。

（表−１） モーターｌＯの駆動はＰＯ２から正転か逆転かにより出
力を“０”又は“１”を出力し、少し遅れてＰＯ２から
“１”を出力してモーターを駆動する。

次にモーター１０の駆動している時間を確認し、前述の
モーターの駆動時間に達していなければカム位置の械認
へ飛び同じ手順を繰り返し、モーターの駆動時間に達し
たならばマイコンのモーターへの出力信号ＰＣ５を“１
”→“０”とし少し遅延してＰＯ２を“０”とする。

その後冷蔵庫室内温度の設定の所へ戻り、以下同じ手順
を繰り返す。

本プログラムによる温度制御によれば、温度差が小さい
時はフラッパーの開閉移動量は小さく、温度差が大きい
とフラッパーの開閉移動量は大きく制御され、冷蔵庫室
内の温度は極めてきめ細か（制御される。

（へ）効果 本実施例によればモーターの単位通電時間を任意に小さ
く設定することにより、フラッパーの全閉から全開まで
を多段階に任意の段数に設定することが出来、フラッパ
ーの開閉する変化量は極めて小さくすることが可能であ
り、はぼリニア的に動作させることが出来る。又この単
位通電時間は単にプログラムの一数値を変更するだけで
任意にしかも掻く簡単に設定可能である。

又フラッパーの１回の開閉の動作角度は設定温度と測定
温度との温度差に比例させているため大きな熱負荷の変
動に対しても極めて応答性は良い。

又駆動モーターは極く普通の安価なモーターを使用して
いるためダンパー装置自体安く、コマーシャルベースに
十分対応可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は王室用冷蔵庫の断面図、第２図はダンパー装置
の背面図、第３図はダンパー装置の縦断面図、第４図（
Ａ）はカムとリードスイッチアッシーの位置関係の図、
第４図（Ｂ）はカムの断面図、第５図はマイコンとその
周辺装置との配線図、第８図はモーター駆動回路図、第
７図はリレーとモーターとの動作タイミング図、第８図
は本発明のダンパー装置の動作手順を示すフロチャート
図。 １は冷凍室、２はセレクトボタン、３はセレクト室、４
は冷蔵庫、５はモーターファン、６は蒸発器、７は冷気
循環通路、８は導入口、９はダンパー、ｌＯはモーター
、ＩＩはギヤーヘッド、＋２はカム、１３は窓枠、１４
は窓、１５はフラッパー、１Ｇはアーム、１７は作用点
、１８は支点用アーム、１９は支点用の孔、２０はアー
ムのピン、２１は突起、２２は窓枠底部突起、２３は引
張りバネ、２４はカムの高い位置、２５はマグネット、
２６はリードスイッチアッシーＡ１２７はり一ドスイソ
チアッシーＢ１２８はマイコン、２９は入出力ＩＣ１３
０は選択回路、３１は温度検出回路、３２はＤ／Ａ変換
回路、３３は温度センサー回路、３４はコンパレーター
回路、３５はサーミスタ、３Ｂはコンパレーター回路の
出力Ｃｏｕｔ、３７はトランジスター■、３８はダイオ
ード、３９はリレー、４ｏはトランジスター■。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 冷蔵庫の室内温度を検出し、モーター式ダンパー装置の
   駆動により蒸発器の冷気を強制循環通路を通して室内に
   送り込むことにより室内の温度を制御する温度制御装置
   において、モーターの１回の通電時間を、単位通電時間
   を基準にして室内設定温度と実際の室内温度との温度差
   に比例させ、フラッパーの全閉および全開の位置を検出
   してモーターに連動したダンパー装置のフラッパーの動
   作をモーターの単位通電時間により多段階制御し、応答
   性よくきめ細かく制御することを特徴とする冷蔵庫内の
   各室内温度の温度制御装置。