ダンパ装置およびダンパ装置を備えた冷蔵庫
【課題】電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことができ、省エネルギー性能が高い冷蔵庫を得ることを目的とする。
【解決手段】冷蔵庫本体に設けられた冷凍温度帯室と、この冷凍温度帯室の後方に設けられ冷却器が設置される冷却器室と、この冷却器室から冷凍温度帯室へ冷気を送風する送風機と、冷却器室と冷凍温度帯室とを仕切り送風機で送風された冷気を冷凍温度帯室へ吹き出す吹き出し口を有する仕切板と、冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパと、を備えた冷蔵庫であって、冷凍室ダンパは、冷却器室と吹き出し口とを連通する開口を有するフレームと、開口を開閉する開閉体と、この開閉体を駆動する駆動手段と、を備え、冷凍室ダンパの開口の面積は吹き出し口の面積よりも大きいことを特徴とする。
【解決手段】冷蔵庫本体に設けられた冷凍温度帯室と、この冷凍温度帯室の後方に設けられ冷却器が設置される冷却器室と、この冷却器室から冷凍温度帯室へ冷気を送風する送風機と、冷却器室と冷凍温度帯室とを仕切り送風機で送風された冷気を冷凍温度帯室へ吹き出す吹き出し口を有する仕切板と、冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパと、を備えた冷蔵庫であって、冷凍室ダンパは、冷却器室と吹き出し口とを連通する開口を有するフレームと、開口を開閉する開閉体と、この開閉体を駆動する駆動手段と、を備え、冷凍室ダンパの開口の面積は吹き出し口の面積よりも大きいことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパ装置およびダンパ装置を備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵室及び冷凍室を共通の冷却器によって冷却する、冷気強制循環方式の冷蔵庫において、冷蔵室の温度はおよそ３〜５［℃］、冷凍室はおよそ−１８［℃］に制御され、夫々温度帯が異なる。そのため、冷却室から冷気ダクトを経由して冷蔵室及び冷凍室に夫々冷気を分配する場合、冷気流量を切り替える必要がある。
【０００３】
冷気流量を切り替える手段である、電動ダンパに関わる従来技術として、特許文献１及び特許文献２の技術が知られている。
【０００４】
特許文献１には、冷蔵室冷却用ダクトに設けた冷蔵室用ダンパと、冷凍室冷却用ダクトに設けた冷凍室用ダンパとを備え、冷蔵室用ダンパのみを開放して冷蔵室のみを冷却する構成が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、冷却室から冷凍室及び冷蔵室へ夫々冷気を供給する風路を並列に設け、冷却室から冷凍室への風路内部にダンパを有し、適正風量に制御する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８０７１９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載の構成では、低温側となる冷凍室とは別に、高温側となる冷蔵室の冷却のみを行うことで、冷却効率の向上と省エネルギー化が図られている。
【０００８】
ここで、ダンパ装置は冷気ダクト内に設けられる。このことから、送風抵抗を低減するために、ダンパ装置を開いた際の開口面積を拡大することが考えられる。特に、近年の冷蔵庫においては、内容積の大型化が求められており、開口面積を拡大しつつ貯蔵空間内の容積を減少しないような形態とすることが望ましい。
【０００９】
一方、冷気ダクトの占有体積を低減した場合、冷気の送風抵抗が増大する。すると、必要な冷気を送風するための送風機（送風ファン）の消費電力が増大して、省エネルギー性能が低下するおそれがある。
【００１０】
そこで、貯蔵空間内の容積を減少させず、かつ省エネルギー性能を向上させるために、冷気ダクトを扁平な形状として冷蔵庫の奥行き方向の寸法を小さくする構成がよい。そのためのダンパ装置の形状として、奥行き寸法を小さく、幅を広げた横長の細長い長方形状とすることが望ましい。
【００１１】
また、一例として、冷蔵室用ダンパを閉、冷凍室用ダンパを開とする場合、冷蔵室用ダンパに隙間があると、当該隙間から冷蔵室内にも冷気が流れ込む。すると、本来ならば冷凍室内のみを冷却するだけの冷気が必要なのに対して、冷蔵室内に漏れる冷気の分の冷却熱量が余計に必要となる。よって、省エネルギー性の観点から、電動ダンパを閉とする際に、密閉度を高めることが望ましい。
【００１２】
すなわち、ダンパ装置の開口面積を大型化しつつ、閉鎖時の密閉性を向上することが望ましい。しかし、ダンパ装置の開口面積を大型化すると、各部品が大型化するため、部品の剛性が低下して弾性変形しやすく、閉鎖時に隙間が生じやすくなって密閉しにくくなる、という課題がある。
【００１３】
特許文献１及び特許文献２には、冷凍室用ダンパの開口面積と冷凍室への空気吹き出し口との大小関係については述べられていない。また、開閉体であるバッフルの閉止性とバッフル形状の適正な縦横比に関しては記載されていない。換言すると、バッフルの開口と冷凍室の吹き出しノズルやファン寸法との望ましい大小関係、あるいはバッフルの適切な縦横寸法の比率については述べられていない。
【００１４】
そこで、上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことができるダンパ装置を得ることを目的とする。また、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことで、省エネルギー性能が高い冷蔵庫を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体に設けられた冷凍温度帯室と、該冷凍温度帯室の後方に設けられ冷却器が設置される冷却器室と、前記冷却器室から前記冷凍温度帯室へ冷気を送風する送風機と、前記冷却器室と前記冷凍温度帯室とを仕切り前記送風機で送風された冷気を前記冷凍温度帯室へ吹き出す吹き出し口を有する仕切板と、前記冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパと、を備えた冷蔵庫において、前記冷凍室ダンパは、前記冷却器室と前記吹き出し口とを連通する開口を有するフレームと、前記開口を開閉する開閉体と、該開閉体を駆動する駆動手段と、を備え、該冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記吹き出し口の面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
また、前記吹き出し口は複数設けられ、前記冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記複数の吹き出し口の合計の面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
また、前記冷凍室ダンパの前記開口は長方形状であって、縦横比が４〜１１であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のダンパ装置は、長方形状の開口を有するフレームと、前記開口を開閉する開閉体と、該開閉体を駆動する駆動手段と、を備えたダンパ装置において、前記開口の縦横比は４〜１１であり、且つ該開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことができるダンパ装置を得ることができる。また、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことで、省エネルギー性能が高い冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形図である。
【図２】冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図である。
【図４】図２の要部拡大説明図である。
【図５】図２の要部拡大説明図である。
【図６】図３におけるＦ範囲を示す拡大斜視図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面斜視図である。
【図８】ダンパの全体構成を示す斜視図である。
【図９】ダンパの全体構成を示す斜視図である。
【図１０】ダンパの構成を示す図８のＹ−Ｙ断面図である。
【図１１】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１２】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１３】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１４】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１５】開閉体の周囲に均一な圧接力が加わった状態を説明する概略斜視図である。
【図１６】開閉体の短辺比とモーメント比の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る冷蔵庫の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の冷蔵庫の正面外形図である。図２は、冷蔵庫の庫内の構成を表す図１におけるＸ−Ｘ縦断面図である。図３は、冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図であり、冷気ダクトや吹き出し口の配置などを示す図である。図４と図５は、図２の要部拡大説明図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２，製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６から構成されている。
【００２５】
冷蔵室２は、前方に左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ，２ｂを備え、製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ，野菜室扉６ａを備えている。以下では、冷蔵室扉２ａ，２ｂ，製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ，野菜室扉６ａを単に扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａと称する。
【００２６】
また、冷蔵庫１は、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの開閉状態をそれぞれ検知する図示しない扉センサと、扉開放状態と判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に、使用者に報知する図示しないアラーム，冷蔵室２の温度設定や上段冷凍室４や下段冷凍室５の温度設定をする図示しない温度設定器等を備えている。
【００２７】
図２に示すように、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０は、複数の真空断熱材２５を実装している。
【００２８】
庫内は、断熱仕切壁２８により冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とが隔てられている。
【００２９】
扉２ａ，２ｂ（図１参照）の庫内側には、複数の扉ポケット３２が備えられている。また、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。
【００３０】
図２に示すように、上段冷凍室４，下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの室の前方に備えられた扉４ａ，５ａ，６ａと一体に、収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂがそれぞれ設けられている。扉４ａ，５ａ，６ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂが引き出せるようになっている。図１に示す製氷室３にも同様に、扉３ａと一体に、図示しない収納容器（図２中（３ｂ）で表示）が設けられ、扉３ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂが引き出せるようになっている。
【００３１】
図２に示すように（適宜図３から図７参照）、冷却器７は下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に設けられている。冷却器７の上方には庫内送風機９（送風機）が設けられている。冷却器７と熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器７で冷やされた低温空気を「冷気」と称する）は、庫内送風機９によって、冷蔵室送風ダクト１１，野菜室送風ダクト１４，上段冷凍室送風ダクト１２，下段冷凍室送風ダクトである冷気ダクト１３及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２，野菜室６，上段冷凍室４，下段冷凍室５，製氷室３の各室へ送られる。各室への送風は、冷蔵室冷却ダンパ２０と冷凍室冷却ダンパ５０の開閉により制御される。
【００３２】
ちなみに、冷蔵室２，製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５及び野菜室６への各送風ダクトは、図３に破線で示すように冷蔵庫１の各室の背面側に設けられている。具体的には、冷蔵室冷却ダンパ２０が開状態、冷凍室冷却ダンパ５０が閉状態の場合、冷気は冷蔵室送風ダクト１１を経て多段に設けられた吹き出し口２ｃから冷蔵室２に送られ、冷蔵室送風ダクト１１から分岐した野菜室送風ダクト１４を経て、吹き出し口６ｃから野菜室６に送られる。
【００３３】
なお、冷蔵室２を冷却した冷気は、例えば、冷蔵室２の下面に設けられた戻り口２ｄから冷蔵室戻りダクト１６を経て、冷却器収納室８の正面から見て、例えば、右側下部に戻る。また、別の構成としては、戻り口２ｄから野菜室送風ダクト１４を経て吹き出し口６ｃから野菜室６に送風された後、戻り口６ｄから冷却器収納室８に戻る。
【００３４】
図３において、冷凍室冷却ダンパ５０が開状態のとき、冷却器７で熱交換された冷気が庫内送風機９により、図示省略の製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト１２を経て吹き出し口３ｃ，４ｃからそれぞれ製氷室３，上段冷凍室４へ送風され、冷気ダクト１３を経て吹き出し口５ｃから下段冷凍室５へ送風される。この点からも冷凍室冷却ダンパ５０は、後述する送風機カバー５６部の上方に取り付けられ、製氷室３への送風を容易にしている。
【００３５】
また、上段冷凍室４，下段冷凍室５，製氷室３を冷却した冷気は、下段冷凍室５の後部下方に設けられた冷凍室戻り口１７を介して、冷却器収納室８に戻る。
【００３６】
図４は、冷凍室冷却ダンパ５０と冷蔵室冷却ダンパ２０とをともに開放した状態、図５は冷凍室冷却ダンパ５０を閉鎖し、冷蔵室冷却ダンパ２０のみを開放した状態を示す。図６は冷凍室戻り口１７から冷蔵室ダクト１５に至るまでの構成を示す斜視図、図７は図６におけるＥ−Ｅ方向の断面斜視図である。
【００３７】
図４から図７において、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃを形成するのが仕切板５４である。この仕切板５４は冷凍室４，下段冷凍室５，冷却器収納室８を区画する。
【００３８】
５５は庫内送風機９が取り付けられているファンモータ固定部である。ファンモータ固定部５５は、冷却器収納室８と仕切板５４との間を区画している。庫内送風機９は、ファンモータ固定部５５に取り付けられている。
【００３９】
５６は送風機カバーで、庫内送風機９の前面を覆っている。送風機カバー５６と仕切板５４との間には、冷気ダクト１３が形成されている。また、送風機カバー５６の上部は、冷凍室冷却ダンパ５０の吹き出し口５６ａが形成されている。
【００４０】
また、送風機カバー５６は、送風機９が吹き出す冷気が前面を覆うことによって引き起こす乱流を整流して騒音等の発生を防止する整流部５６ｂを有している。
【００４１】
また、送風機カバー５６は、仕切板５４との間に庫内送風機９より吹き出された冷気を吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃ等に導くべく、上段冷凍室送風ダクト１２、及び冷気ダクト１３を形成している。
【００４２】
更に、送風機カバー５６は、庫内送風機９が吹き出す冷気を冷蔵室冷却ダンパ２０側に送風する役目も果たしている。
【００４３】
すなわち、送風機カバー５６部に設けられた冷凍室冷却ダンパ５０に入らない冷気は、冷蔵室ダクト１５を経由して図４の如く冷蔵室冷却ダンパ２０側に行く。
【００４４】
そして、図４に示すように製氷室３を含む冷凍温度帯室と、野菜室６を含む冷蔵温度帯室との両方の室に冷気を送る時、多量の冷気は冷凍室冷却ダンパ５０側に送られ、わずかの冷気は冷蔵室ダクト１５側に行くよう構成されている。
【００４５】
なお、上記の冷蔵室冷却ダンパ２０は、図４ないし図５に示す如く、冷蔵室２の後部に取り付けられている。さらに、冷蔵室冷却ダンパ２０は、図３に示すように正面からみて水平よりも傾斜して配置されており、位置の高い方にモータ等の駆動手段６０を設けている。
【００４６】
次に、冷却器７の下方には除霜ヒータ２２が設置されている。除霜ヒータ２２の上方には、除霜水が除霜ヒータ２２に滴下することを防止するために、上部カバー５３が設けられている。
【００４７】
冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜が除霜によって融解すると、除霜水は冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入する。その後に、排水管２７を介して機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、後記する凝縮器の熱により蒸発させられる。
【００４８】
また、冷却器７の正面から見て右上部には冷却器に取り付けられた冷却器温度センサ３５、冷蔵室２には冷蔵室温度センサ３３、下段冷凍室５には冷凍室温度センサ３４がそれぞれ備えられている。そして、それぞれ冷却器７の温度（以下、冷却器温度と称する），冷蔵室２の温度（以下、冷蔵室温度と称する），下段冷凍室５の温度（以下、冷凍室温度と称する）を検知できるようになっている。
【００４９】
さらに、冷蔵庫１は、庫外の温湿度環境（外気温度，外気湿度）を検知する図示しない外気温度センサと外気湿度センサを備えている。なお、野菜室６にも野菜室温度センサ３３ａを配置してもよい。
【００５０】
断熱箱体１０の下部背面側には、機械室１９が設けられており、機械室１９には、圧縮機２４及び図示しない凝縮器が収納されており、図示しない庫外送風機により凝縮器の熱が除熱される。ちなみに、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約８０ｇと少量にしている。
【００５１】
冷蔵庫１の天井壁上面側にはＣＰＵ，ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ，インターフェース回路等を搭載した制御基板３１が配置されている。制御基板３１は、前記した外気温度センサ，外気湿度センサ，冷却器温度センサ３５，冷蔵室温度センサ３３，冷凍室温度センサ３４，扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ，冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器，下段冷凍室５内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続する。そして、前記ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機２４のＯＮ，ＯＦＦ等の制御，冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０を個別に駆動する後述するそれぞれの駆動モータの制御，庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御，前記庫外送風機のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御等の制御，前記した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。
【００５２】
次に、冷蔵室冷却ダンパ２０が閉状態で、且つ冷凍室冷却ダンパ５０が開状態で、冷凍温度帯室（製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５）のみの冷却が行われている状態では、図４中に破線で図示した冷蔵室２に向かう矢印８０方向の空気は流れない。すなわち、庫内送風機９から送風された冷気は、全て冷凍室冷却ダンパ５０を通って製氷室，上段冷凍室４、および下段冷凍室５に送風される。
【００５３】
製氷室３に製氷室送風ダクトを介して送風された冷気及び上段冷凍室４に上段冷凍室送風ダクト１２（図２参照）を介して送風された冷気は、下段冷凍室５に下降し、下段冷凍室５に冷気ダクト１３（図２参照）を介して送風された冷気とともに、図４中に矢印Ｃで示す冷凍室戻り空気の流れとなる。すなわち、下段冷凍室５の奥壁下部に配された冷凍室戻り口１７を経由して冷却器収納室８の下部前方から冷却器収納室８に流入し、冷却器配管７ａに多数のフィンが取り付けられて構成された冷却器７と熱交換する。
【００５４】
なお、冷凍室戻り口１７の横幅寸法は、冷却器７の幅寸法とほぼ等しい横幅である。
【００５５】
次に、冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０が共に開状態の場合には、図４に破線で示した冷蔵室２に向かう矢印８０方向の空気も流れる。すると、庫内送風機９から送風された冷気の一部は、冷蔵室冷却ダンパ２０を通って冷蔵室２（冷蔵温度帯室）に送風され、他は冷凍室冷却ダンパ５０を通って製氷室３，上段冷凍室４、および下段冷凍室５（冷凍温度帯室）に送風される。ここで、冷凍室冷却ダンパ５０を開いた場合、冷凍室冷却ダンパ５０に設けられた後述する開閉体６４の先端は冷蔵室ダクト１５を完全に塞がないよう、適切な隙間を設けて配置されている。
【００５６】
一方、図５に示すように冷蔵室冷却ダンパ２０が開状態、且つ冷凍室冷却ダンパ５０が閉状態で、冷蔵温度帯室（冷蔵室２及び野菜室６）のみの冷却が行われている場合では、冷蔵室２からの戻り冷気は、図３中に矢印Ｄで示す冷蔵室戻り空気のように、野菜室送風ダクト１４ないし冷蔵室戻りダクト１６を介して、冷却器収納室８の側方下部から冷却器収納室８に流入し、冷却器７と熱交換する。
【００５７】
なお、野菜室６を冷却した冷気は、図４に示す如く、野菜室戻り口６ｄ（図４参照）を介して、冷却器収納室８の下部に流入するが、風量が冷凍温度帯室を循環する風量や冷蔵室２を循環する風量に比べて少ない。
【００５８】
上記にて説明したように、冷蔵庫１内の冷気の切替えは冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０を夫々適宜に開閉することにより行う構成である。
【００５９】
次に、図８から図１４を用いて、冷凍室冷却ダンパ５０を例として、電動ダンパの構成と動作の一例について説明する。
【００６０】
図８と図９は冷凍室冷却ダンパ５０の構成の一例を示す斜視図である。図９は図８の矢印Ｓ方向から見た図であり、図１０は図８におけるＹ−Ｙ方向の断面図である。
【００６１】
冷凍室冷却ダンパ５０は、開口６２を一面に備え、例えば樹脂製のフレーム６３と、フレーム６３の一端にモータや減速歯車などの駆動系を内蔵した駆動手段６０を備え、駆動軸６１から駆動力を出力する。
【００６２】
開閉体６４は樹脂製の板状の開閉板６４ａと、該開閉板６４ａの一面に設けられた密閉部材６４ｂとを備える。密閉部材６４ｂは、発泡ウレタンや発泡ポリエチレンといった柔軟な材料で成形されており、フレーム６３に設けられた幅Ｗ，高さｈの開口６２に対向して設けられる。
【００６３】
開閉体６４の一端は、駆動軸６１に軸支されており、他端はフレーム６３に設けられた支軸６５のまわりに回転自在に設けられている。開閉体６４は、駆動軸６１と支軸６５とを結んだ回動軸のまわりに揺動自在であり、かつ前記回動軸は開閉体６４の長手方向の一辺と平行に、その一辺の近傍に配置されている。フレーム６３の開口６２の長手方向略中央部には、開口６２の変形を抑止するための補強の支柱６２ａが設けられている。
【００６４】
図８から図１０は、開閉体６４が閉鎖された状態を示している。開閉体６４は閉位置において、柔軟な密閉部材６４ｂがフレーム６３に設けられた開口６２の内周に沿って設けられた接触部６６と接触することによって開口６２を密閉する。モータを回転させると、駆動軸６１を介して開閉体６４が図示の矢印方向におよそ９０°回動して開閉体は６４′で示した開位置となる。開位置と閉位置との間を開閉体６４が回転動作することによって、開位置においては開口６２を冷気が通過することができ、閉位置においては冷気の流れを阻止して閉鎖する構成である。
【００６５】
次に、駆動手段６０の構成と動作の一例について図１１から図１４を用いて説明する。図１１から図１４は、駆動手段６０を図５の矢印Ｚ方向に見た概略図である。駆動手段６０はモータ７０を有し、モータ７０の出力軸７１にはピニオンギヤ７２が設けられており、モータ７０の駆動とともに回転してトルクを出力する。アイドラギヤ７３はアイドラ支点７４のまわりに回動自在に軸支された減速歯車である。
【００６６】
アイドラギヤ７３の外周は、ピニオンギヤ７２とかみ合うギヤ７３ａを有し、ピニオンギヤ７２からのトルクを減速しながら伝達する。アイドラギヤ７３の一部には、部分歯車７３ｂが設けられている。部分歯車７３ｂは、例えばアイドラギヤ７３が９０°回転する範囲のみに設けられている。部分歯車７３ｂの歯車形状以外の部分には、円柱状をなした円柱部７３ｃが設けられている。なお、ギヤ７３ａと部分歯車７３ｂは、アイドラギヤ７３の高さ方向に対して、互いにずれた位置に設けられている。
【００６７】
出力ギヤ７５は、駆動軸６１のまわりに回動自在に軸支され、開閉体６４と嵌合されている。開閉体６４と出力ギヤ７５とは連結されており、一体として回動する。出力ギヤ７５の一部には、部分歯車７５ｂが設けられている、部分歯車７５ｂは、アイドラギヤ７３の一部に設けられた部分歯車７３ｂとかみ合って、アイドラギヤ７３と連動して例えば９０°だけ回転する。
【００６８】
出力ギヤ７５の部分歯車７５ｂを挟んで両側には、円弧形状をした第一のストッパ７５ｃと第二のストッパ７５ｄとが設けられている。第一のストッパ７５ｃと第二のストッパ７５ｄは、開閉体６４が開位置及び閉位置において、それぞれアイドラギヤ７３の円柱部７３ｃと互いに嵌合される位置関係にある。出力ギヤ７５が部分歯車７５ｂのかみ合う範囲であるおよそ９０°回動することにより、出力ギヤ７５と連結された開閉体６４が回動する構成である。
【００６９】
次に、駆動手段６０の動作について説明する。
【００７０】
図１１は、駆動手段６０は開閉体６４が閉鎖状態にあり、図８から図１０と同様な状態を図示している。アイドラギヤ７３に設けられた円柱部７３ｃは、出力ギヤ７５の第二のストッパ７５ｄと嵌合しており、開閉体６４を閉鎖状態で保持している。
【００７１】
図１２は、図１１の状態からモータ７０を駆動して、ピニオンギヤ７２，アイドラギヤ７３，出力ギヤ７５をそれぞれ矢印方向に回転した状態であり、出力ギヤ７５の一部である部分歯車７５ｂとアイドラギヤ７３の一部に設けられた部分歯車７３ｂとかみ合っている。出力ギヤ７５の第二のストッパ７５ｄは、アイドラギヤ７３の円柱部７３ｃから離反した位置となる。
【００７２】
図１３は図１２よりもさらに矢印方向に回動した位置を示している。図１４においてはおよそ９０°回動して、出力ギヤ７５の一部である部分歯車７５ｂとアイドラギヤ７３の一部に設けられた部分歯車７３ｂとのかみ合いが終了した状態を示す。この状態で、出力ギヤ７５の第一のストッパ７５ｃはアイドラギヤ７３の円柱部７３ｃと嵌合した位置となって、開閉体６４を開放状態で保持する。開閉体６４を再度閉鎖する際には、図１４の状態から図１３，図１２の状態を経由して図１１の状態に至る。
【００７３】
上記のように動作することによって、ダンパ５０は開閉体６４の開閉動作を行う。
【００７４】
ここで、冷凍温度帯室に収納した冷凍食品などを長期にわたって保存するためには、冷凍温度帯室内部の温度ムラを低減して、できるだけ均一に冷却することが望ましい。すなわち、図２又は図４等により説明したように、冷凍温度帯室内に冷気を吹き込む吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃは、冷凍温度帯室の背面側にある。そのため、冷凍温度帯室内においては冷気が手前側に送風されるまでの間に温度上昇する傾向がある。この傾向は、冷気の流量が少なく流速が遅いほど顕著となる。そのため、冷凍温度帯室の温度ムラを低減するには、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃから所定以上の量の冷気を冷凍温度帯室に吹き込むとともに、その冷気の流速を高めることが有効である。
【００７５】
また、流量を増加させて且つ流速を高めるためには、庫内送風機９を大型化することが有効であるが省エネルギー性の観点からは望ましくない。また、騒音が大きくなる等の問題があるので、庫内送風機９を大型化するのではなく、送風抵抗を低減することによって損失を減らし、冷気の流速を高めることが望ましい。
【００７６】
次に、図４から図７によって、送風抵抗を低減するための構成について説明する。
【００７７】
庫内送風機９によって圧力が高められて吐出された冷気は、送風機カバー５６に沿って図７の矢印５７のように流れる。冷凍室冷却ダンパ５０の開口を通過した後の冷気は、矢印５８ａないし矢印５８ｂを経て、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃから吐出される。
【００７８】
ここで、庫内送風機９から吐出される冷気は、整流部５６ｂで整流されて、その大部分が矢印５７ａのように流れる。整流部５６ｂによって、上流から下流に向かって徐々に広がる風路が形成されていることによる。しかし、一部の冷気は矢印５７のごとく拡散する。そこで、冷凍室冷却ダンパ５０の幅寸法Ｗを庫内送風機９の直径Ｄよりも大とする。これにより、冷気を滑らかに冷凍室冷却ダンパ５０に導入でき好適である。
【００７９】
庫内送風機９によって一旦高められた冷気の圧力は、冷気の送風経路内の抵抗によって下流側では徐々に低くなった後、最後は流速を高めるために面積を縮小された吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃから冷凍温度帯室内に吐出される。
【００８０】
ここで、庫内送風機９から吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃに至るまでの冷気の送風経路内に面積の極小部分があると、その部分において局部的に流速が高まり、オリフィスとなる。そのため、上流側と下流側とで圧力差が生じ、下流側、すなわち吹き出しノズル側の圧力が低下する。すると、面積を絞った吹き出しノズルにおける冷気の流速も流量も低下するので、温度ムラが生じやすくなる。
【００８１】
すなわち、庫内送風機９から吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃに至るまでの冷気の通風抵抗を低減するためには、送風経路内に面積が極小となる部分がないように構成するのがよい。すなわち、庫内送風機９から吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃまでの間の冷気ダクト内に設けられた冷凍室冷却ダンパ５０の開口面積は、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃの面積よりも大、とすることが好適である。
【００８２】
ここで、吹き出し口の面積は冷気の流量と流速によって定まる。以下、それらの適正値を算出する。
【００８３】
まず、冷凍室から外部に漏洩する熱漏洩量を概算する。内容量が６００Ｌクラスの冷蔵庫１の寸法は、概ね幅７５０［mm］，奥行き７００［mm］，高さ１８００［mm］程度であり、高さのうち冷凍室の占める高さは、概ね７００［mm］である。
【００８４】
冷凍室を縦横高さが７００×７５０×７００［mm］の立方体として表面積を計算すると、上下面は冷蔵室又は野菜室と接しており、その面積は、
０.７[ｍ]×０.７５[ｍ]×２＝１.０５[ｍ2] …（１）
となる。
【００８５】
室温である外気と接する面は、上下面以外の４面であり、その表面積は、
０.７[ｍ]×０.７[ｍ]×２＋０.７[ｍ]×０.７５[ｍ]×２＝２.０３[ｍ2] …（２）
となる。
【００８６】
ここで、冷凍室から外気に漏れる熱漏洩量Ｑを概算するにあたり、簡単のために外気と接する面からのみ熱漏洩すると仮定して、面積を２［ｍ2］、壁面の冷凍室内部から外気への熱通過率Ｋ＝０.３５［Ｗ／（ｍ2・Ｋ）］、内部温度を−１８［℃］、外気温度を＋３０［℃］とすると、熱漏洩量Ｑは表面積×熱通過率×温度差で表され、
Ｑ＝２[ｍ2]×０.３５[Ｗ／(ｍ2・Ｋ)]×４８[Ｋ]＝３３.６[Ｗ] …（３）
となる。
【００８７】
次に、必要な冷気の流量について概算する。
【００８８】
冷却器７によって冷却された冷気は、冷凍温度帯室内に吹き込まれて、貯蔵食品等から熱を奪うとともに、一部は冷蔵庫１の表面から冷凍温度帯室外に熱漏洩して温度が上昇した後に冷凍室戻り口１７から冷却器７に戻る。
【００８９】
ここで、冷気の流量をＶ［ｍ3］、冷気の温度上昇をΔｔ［℃］、空気の比熱をＣｐ［ｋＪ／（kg・Ｋ）］、空気の密度をρ［kg／ｍ3］とすると、冷気から奪われる熱量Ｑ［ｋＪ／min］は、
Ｑ＝Ｖ×Δｔ×Ｃｐ×ρ …（４）
で表される。必要な熱量Ｑから流量Ｖを求めるには、
Ｖ＝Ｑ／(Δｔ×Ｃｐ×ρ) …（５）
となる。
【００９０】
ここで、式（３）に示されるように、熱漏洩量は３３.６［Ｗ］、食品の温度を下げるために必要な熱量が熱漏洩と同等の３３.６［Ｗ］とすると、全体で必要な熱量は、
Ｑ＝６７.２[Ｗ]＝４.０３[ｋＪ／min]
である。
【００９１】
ここで、冷気は冷凍温度帯室内に−２０℃で流入して−１５［℃］で冷却器に戻るとすれば、冷気の温度上昇Δｔ＝５［℃］、比熱Ｃｐ＝１.０１［ｋＪ／（kg・Ｋ）］、空気の密度ρ＝１.４［kg／ｍ3］）とすれば、
Ｖ＝４.０３／(５×１.０１×１.４)＝０.５７[ｍ3／min] …（６）
となり、冷気の流量としては、およそ０.６［ｍ3／min］が必要である。
【００９２】
冷凍室において温度むらが生じないためには、吹き出しノズルから吐出される冷気の流速は、およそ２［ｍ／ｓ］程度が必要であるとされている。ここで、冷気の流量が式（６）により概算したように、およそ毎分０.６［ｍ3］、流速が２［ｍ／ｓ］程度であるとすれば、吐出口の面積Ｓはおよそ、
Ｓ＝０.６／(２×６０)＝０.００５[ｍ2]＝５０００[mm2] …（７）
となる。冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の面積は、これよりも大とするのが好都合であり、例えば２０％から３０％程度大とすると、６０００から６５００［mm2］とするのが好適である。
【００９３】
次に、冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の形状について説明する。先に説明したように、開口６２の幅Ｗはファンの直径Ｄよりも大とすることが好適である。しかし、開口６２の面積を一定として幅Ｗを拡大した場合、高さ寸法ｈを小さくして、縦横比の大きい細長い形状となる。
【００９４】
また、開閉動作を行う開閉体６４は、開口６２よりも一回り大きく、開口６２を閉鎖するよう構成されている。その縦横比は開口６２の縦横比と概ね同じである。
【００９５】
開閉体６４は板状であって、密閉性を向上するために適切な縦横比の範囲について、図１５を参照して説明する。
【００９６】
図１５は、開閉体６４が駆動軸６１，支軸６５からなる回動軸のまわりに矢印５９方向に回転して、密閉部材６４ｂが接触部６６（図示せず）と均一に接触した状態を示す。この状態で、接触面の全周にわたって一様な押圧力として分布荷重ｐ［Ｎ／mm］が生じる。図１５では、分布荷重ｐを模式的に矢印で示している。ｒ１は駆動軸６１から接触部６６の最も遠い辺６８ａまでの距離、ｒ２は駆動軸６１から接触部６６の最も近い辺６８ｂまでの距離である。
【００９７】
ここで、計算のために分布荷重ｐを各辺の中央に加わる集中荷重Ｐとして簡易化して、長辺，短辺においてそれぞれＰ１［Ｎ］，Ｐ２［Ｎ］とした場合、
Ｐ１＝ｐ×Ｗ …（８）
Ｐ２＝ｐ×ｈ …（９）
となる。
【００９８】
ここで、
ｈ＝ｒ１−ｒ２ …（１０）
として、長辺に生じる駆動軸６１まわりのモーメントは、
（１）駆動軸６１から最も遠い辺６８ａにおいては
Ｍ１＝Ｐ１×ｒ１＝ｐ×Ｗ×ｒ１ …（１１）
（２）駆動軸６１から最も近い辺６８ｂにおいては
Ｍ２＝Ｐ１×ｒ２＝ｐ×Ｗ×ｒ２ …（１２）
（３）側辺６８ｃにおいては
Ｍ３＝Ｐ２×(ｈ／２＋ｒ２)＝ｐ×ｈ×(ｈ／２＋ｒ２) …（１３）
である。
【００９９】
よって、駆動軸６１まわりに生じるモーメントＭはそれらの合計であり、側辺は２ヶ所なので、
Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋２×Ｍ３ …（１４）
＝ｐ×Ｗ×ｒ１＋ｐ×Ｗ×ｒ２＋２×ｐ×ｈ×(ｈ／２＋ｒ２)
＝ｐ×{Ｗ×(ｒ１＋ｒ２)＋ｈ×(ｈ＋２×ｒ２)}
＝ｐ×{Ｗ×(ｈ＋２×ｒ２)＋ｈ×(ｈ＋２×ｒ２)}
＝ｐ×(Ｗ＋ｈ)×(ｈ＋２×ｒ２) …（１５）
となる。
【０１００】
式（１５）の意味するところは、均一の分布荷重ｐを全周に加える際に必要となる駆動トルクＭを算出するものである。ここで、計算された駆動トルクＭが小さいほど、小さいトルクで同じ分布荷重ｐが得られることになる。よって、Ｍが小さいほど密閉部材６４ｂの開口６２への当接圧力が最大となり、好適であることを示す。
【０１０１】
すなわち、分布荷重ｐを単位荷重１であるとして、無次元化したモーメント比をＭ′とすれば、
Ｍ′＝(Ｗ＋ｈ)×(ｈ＋２×ｒ２) …（１６）
となる。
【０１０２】
したがって、式（１６）の右辺を最小とする開閉体６４の幅Ｗ及び高さｈの関係が最も望ましい形状である、ということである。
【０１０３】
ここで、先に述べたように、開口６２の面積を６４００［mm2］とし、開口６２を正方形とする場合、幅Ｗと高さｈはともに８０［mm］となる。
【０１０４】
一方、開口６２を細長い長方形形状とする場合、幅Ｗを拡大し高さｈを縮小し、かつ面積は６４００［mm2］とするので、一例として、Ｗ＝１６０［mm］，ｈ＝４０［mm］となる。
【０１０５】
ここで、開口６２の短辺であるｈ寸法と、正方形の場合の一辺の長さＷ＝８０［mm］との比を短辺比Ｃとして無次元化する。正方形の場合、ｈ＝８０［mm］であり、Ｃ＝１となる。また、Ｗ＝１６０［mm］，ｈ＝４０［mm］の長方形の場合、Ｃ＝０.５となる。すなわち、短辺比Ｃが小さいほど細長い形状であることを示している。
【０１０６】
図１６に、短辺比とモーメント比との関係を示す。図１６では、実装上実現可能な寸法の一例としてｒ２＝６［mm］として、Ｃ≒０.２〜１.０となる範囲、すなわちｈ＝１５〜８０［mm］の範囲において、モーメント比Ｍ′を式（１６）によってそれぞれ計算した結果を示す。
【０１０７】
図１６に示すように、モーメント比Ｍ′はＣ＝０.４において極小値となる。これは、Ｃ＝１の正方形の場合と比較して約７０％となり、短辺比Ｃの好適な範囲として０.３から０.５程度となることがわかる。すなわち、幅Ｗ×高さｈの好適な範囲は、２６７［mm］×２４［mm］から１６０［mm］×４０［mm］となる。また、最適値は１８３［mm］×３５［mm］となる。
【０１０８】
この短辺比Ｃを長辺Ｗと短辺ｈとの比率である縦横比として表すと、短辺比０.３の場合は１１.１２５、短辺比０.５の場合は４となる。すなわち、縦横比で表すと４から１１の範囲が好適であり、最適値は５.２３となる。
【０１０９】
先に説明したように、ここで求められたダンパ開口６２の幅Ｗよりもファン直径Ｄを小とする方が送風抵抗を低減するために望ましい、よって、ファン直径Ｄはφ１５０［mm］以下とすることが望ましい。
【０１１０】
次に、冷凍室冷却ダンパ５０の配置について説明すると、図３ないし図７に示すように、冷凍室冷却ダンパ５０は水平面に平行に配置するのではなく、図３では図示右側が低くなるように傾斜して配置する。これによって、冷凍室冷却ダンパ５０の一部に結露した水分を斜面に沿って排水できるので、水分がダンパ内部に滞留して氷結することがなく好適である。さらに、冷凍室冷却ダンパ５０の一端に設けられた駆動手段６０を傾斜の高所側に配置する。これによって、排水が駆動手段６０に入り込まず、さらに好適である。
【０１１１】
以上説明したように、本発明においては、冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の面積を冷凍室への冷気の吹き出し口の面積よりも大とする。
【０１１２】
これによって、送風経路の圧力損失を低減し、通風抵抗の少ない冷蔵庫を提供できる。
【０１１３】
さらに、冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の寸法は、面積が同一である正方形の一辺の長さと短辺ｈの長さとを比較した短辺比Ｃにおいて０.３から０.５、長辺と短辺の比である縦横比で表すと４から１１の範囲とする。
【０１１４】
これによって、密閉部材６４ｂと開口６２の接触部６６との間の当接圧力が最大となり、密閉性を向上して冷気の漏れを防止できるので好適である。すなわち幅Ｗ×高さｈは２６７［mm］×２４［mm］から１６０［mm］×４０［mm］の範囲が好適であり、最適値は１８３［mm］×３５［mm］となり、開閉体６４であるバッフルの寸法も開口６２より一回り大きいが略同等の寸法である。開閉体６４の奥行き寸法は２４から４０［mm］となって幅と比べて小さいので、冷気ダクト１３の奥行き寸法を小となして冷蔵庫１の奥行きを小さくできるので都合がよい。
【０１１５】
以上の構成により、通風抵抗が少なく、かつ気密性を向上することで冷気の漏れを低減して、省エネルギー化が図れる冷蔵庫を提供できる。従って、冷蔵庫内の食品を所定温度範囲に維持しながら省エネルギー性能を確保し、食品の貯蔵温度維持ができる冷蔵庫を得ることができる。
【０１１６】
本発明は以上説明した如く、冷凍室冷却ダンパの開口部の面積を冷凍室への冷気の吹き出し口の面積よりも大とすることによって、送風経路の圧力損失を低減し、通風抵抗の少ない冷蔵庫を提供できる、という効果がある。
【０１１７】
さらに冷凍室冷却ダンパの開口部の寸法は、面積が同一である正方形の一辺の長さと短辺ｈの長さとを比較した短辺比Ｃにおいて０.３から０.５、長辺と短辺の比である縦横比で表すと４から１１の範囲とすることによって、密閉部材と開口部接触部との間の当接圧力が最大となり、密閉性を向上して冷気の漏れを防止できるので、省エネルギー化が図れるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 庫内送風機（送風機）
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 冷気ダクト
１５ 冷蔵室ダクト
１６ 冷蔵室戻りダクト
１７ 冷凍室戻り口
１９ 機械室
２０ 冷蔵室冷却ダンパ
２１ 蒸発皿
２２ 除霜ヒータ
２３ 樋
２４ 圧縮機
３１ 制御基板
３３ 冷蔵室温度センサ
３３ａ 野菜室温度センサ
３４ 冷凍室温度センサ
３５ 冷却器温度センサ
５０ 冷凍室冷却ダンパ
５３ 上部カバー
５４ 仕切板
５５ ファンモータ固定部
５６ 送風機カバー
５６ａ 吹き出し口
５６ｂ 整流部
６０ 駆動手段
６１ 駆動軸
６２ 開口
６２ａ 支柱
６３ フレーム
６４ 開閉体
６４ａ 開閉板
６４ｂ 密閉部材
６５ 支軸
６６ 接触部
６７ 圧接力
７０ モータ
７１ 出力軸
７２ ピニオンギヤ
７３ アイドラギヤ
７４ アイドラ支点
７５ 出力ギヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダンパ装置およびダンパ装置を備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷蔵室及び冷凍室を共通の冷却器によって冷却する、冷気強制循環方式の冷蔵庫において、冷蔵室の温度はおよそ３〜５［℃］、冷凍室はおよそ−１８［℃］に制御され、夫々温度帯が異なる。そのため、冷却室から冷気ダクトを経由して冷蔵室及び冷凍室に夫々冷気を分配する場合、冷気流量を切り替える必要がある。
【０００３】
冷気流量を切り替える手段である、電動ダンパに関わる従来技術として、特許文献１及び特許文献２の技術が知られている。
【０００４】
特許文献１には、冷蔵室冷却用ダクトに設けた冷蔵室用ダンパと、冷凍室冷却用ダクトに設けた冷凍室用ダンパとを備え、冷蔵室用ダンパのみを開放して冷蔵室のみを冷却する構成が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、冷却室から冷凍室及び冷蔵室へ夫々冷気を供給する風路を並列に設け、冷却室から冷凍室への風路内部にダンパを有し、適正風量に制御する構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１８０７１９号公報
【特許文献２】特開２００２−３１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載の構成では、低温側となる冷凍室とは別に、高温側となる冷蔵室の冷却のみを行うことで、冷却効率の向上と省エネルギー化が図られている。
【０００８】
ここで、ダンパ装置は冷気ダクト内に設けられる。このことから、送風抵抗を低減するために、ダンパ装置を開いた際の開口面積を拡大することが考えられる。特に、近年の冷蔵庫においては、内容積の大型化が求められており、開口面積を拡大しつつ貯蔵空間内の容積を減少しないような形態とすることが望ましい。
【０００９】
一方、冷気ダクトの占有体積を低減した場合、冷気の送風抵抗が増大する。すると、必要な冷気を送風するための送風機（送風ファン）の消費電力が増大して、省エネルギー性能が低下するおそれがある。
【００１０】
そこで、貯蔵空間内の容積を減少させず、かつ省エネルギー性能を向上させるために、冷気ダクトを扁平な形状として冷蔵庫の奥行き方向の寸法を小さくする構成がよい。そのためのダンパ装置の形状として、奥行き寸法を小さく、幅を広げた横長の細長い長方形状とすることが望ましい。
【００１１】
また、一例として、冷蔵室用ダンパを閉、冷凍室用ダンパを開とする場合、冷蔵室用ダンパに隙間があると、当該隙間から冷蔵室内にも冷気が流れ込む。すると、本来ならば冷凍室内のみを冷却するだけの冷気が必要なのに対して、冷蔵室内に漏れる冷気の分の冷却熱量が余計に必要となる。よって、省エネルギー性の観点から、電動ダンパを閉とする際に、密閉度を高めることが望ましい。
【００１２】
すなわち、ダンパ装置の開口面積を大型化しつつ、閉鎖時の密閉性を向上することが望ましい。しかし、ダンパ装置の開口面積を大型化すると、各部品が大型化するため、部品の剛性が低下して弾性変形しやすく、閉鎖時に隙間が生じやすくなって密閉しにくくなる、という課題がある。
【００１３】
特許文献１及び特許文献２には、冷凍室用ダンパの開口面積と冷凍室への空気吹き出し口との大小関係については述べられていない。また、開閉体であるバッフルの閉止性とバッフル形状の適正な縦横比に関しては記載されていない。換言すると、バッフルの開口と冷凍室の吹き出しノズルやファン寸法との望ましい大小関係、あるいはバッフルの適切な縦横寸法の比率については述べられていない。
【００１４】
そこで、上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことができるダンパ装置を得ることを目的とする。また、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことで、省エネルギー性能が高い冷蔵庫を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫本体に設けられた冷凍温度帯室と、該冷凍温度帯室の後方に設けられ冷却器が設置される冷却器室と、前記冷却器室から前記冷凍温度帯室へ冷気を送風する送風機と、前記冷却器室と前記冷凍温度帯室とを仕切り前記送風機で送風された冷気を前記冷凍温度帯室へ吹き出す吹き出し口を有する仕切板と、前記冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパと、を備えた冷蔵庫において、前記冷凍室ダンパは、前記冷却器室と前記吹き出し口とを連通する開口を有するフレームと、前記開口を開閉する開閉体と、該開閉体を駆動する駆動手段と、を備え、該冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記吹き出し口の面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１６】
また、前記吹き出し口は複数設けられ、前記冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記複数の吹き出し口の合計の面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
また、前記冷凍室ダンパの前記開口は長方形状であって、縦横比が４〜１１であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のダンパ装置は、長方形状の開口を有するフレームと、前記開口を開閉する開閉体と、該開閉体を駆動する駆動手段と、を備えたダンパ装置において、前記開口の縦横比は４〜１１であり、且つ該開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことができるダンパ装置を得ることができる。また、電動ダンパの開口を確実に閉じることにより、信頼性の高い温度制御を行うことで、省エネルギー性能が高い冷蔵庫を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外形図である。
【図２】冷蔵庫の庫内の構成を表す図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図である。
【図４】図２の要部拡大説明図である。
【図５】図２の要部拡大説明図である。
【図６】図３におけるＦ範囲を示す拡大斜視図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面斜視図である。
【図８】ダンパの全体構成を示す斜視図である。
【図９】ダンパの全体構成を示す斜視図である。
【図１０】ダンパの構成を示す図８のＹ−Ｙ断面図である。
【図１１】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１２】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１３】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１４】ダンパの駆動手段を図８の矢印Ｚ方向に見た概略図である。
【図１５】開閉体の周囲に均一な圧接力が加わった状態を説明する概略斜視図である。
【図１６】開閉体の短辺比とモーメント比の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係る冷蔵庫の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態の冷蔵庫の正面外形図である。図２は、冷蔵庫の庫内の構成を表す図１におけるＸ−Ｘ縦断面図である。図３は、冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図であり、冷気ダクトや吹き出し口の配置などを示す図である。図４と図５は、図２の要部拡大説明図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の冷蔵庫１は、上方から、冷蔵室２，製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６から構成されている。
【００２５】
冷蔵室２は、前方に左右に分割された観音開きの冷蔵室扉２ａ，２ｂを備え、製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５，野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ，野菜室扉６ａを備えている。以下では、冷蔵室扉２ａ，２ｂ，製氷室扉３ａ，上段冷凍室扉４ａ，下段冷凍室扉５ａ，野菜室扉６ａを単に扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａと称する。
【００２６】
また、冷蔵庫１は、扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの開閉状態をそれぞれ検知する図示しない扉センサと、扉開放状態と判定された状態が所定時間、例えば、１分間以上継続された場合に、使用者に報知する図示しないアラーム，冷蔵室２の温度設定や上段冷凍室４や下段冷凍室５の温度設定をする図示しない温度設定器等を備えている。
【００２７】
図２に示すように、冷蔵庫１の庫外と庫内は、発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により隔てられている。冷蔵庫１の断熱箱体１０は、複数の真空断熱材２５を実装している。
【００２８】
庫内は、断熱仕切壁２８により冷蔵室２と、上段冷凍室４及び製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示されていない）とが隔てられ、断熱仕切壁２９により、下段冷凍室５と野菜室６とが隔てられている。
【００２９】
扉２ａ，２ｂ（図１参照）の庫内側には、複数の扉ポケット３２が備えられている。また、冷蔵室２は複数の棚３６により縦方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。
【００３０】
図２に示すように、上段冷凍室４，下段冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの室の前方に備えられた扉４ａ，５ａ，６ａと一体に、収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂがそれぞれ設けられている。扉４ａ，５ａ，６ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器４ｂ，５ｂ，６ｂが引き出せるようになっている。図１に示す製氷室３にも同様に、扉３ａと一体に、図示しない収納容器（図２中（３ｂ）で表示）が設けられ、扉３ａの図示しない取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより収納容器３ｂが引き出せるようになっている。
【００３１】
図２に示すように（適宜図３から図７参照）、冷却器７は下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に設けられている。冷却器７の上方には庫内送風機９（送風機）が設けられている。冷却器７と熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器７で冷やされた低温空気を「冷気」と称する）は、庫内送風機９によって、冷蔵室送風ダクト１１，野菜室送風ダクト１４，上段冷凍室送風ダクト１２，下段冷凍室送風ダクトである冷気ダクト１３及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２，野菜室６，上段冷凍室４，下段冷凍室５，製氷室３の各室へ送られる。各室への送風は、冷蔵室冷却ダンパ２０と冷凍室冷却ダンパ５０の開閉により制御される。
【００３２】
ちなみに、冷蔵室２，製氷室３，上段冷凍室４，下段冷凍室５及び野菜室６への各送風ダクトは、図３に破線で示すように冷蔵庫１の各室の背面側に設けられている。具体的には、冷蔵室冷却ダンパ２０が開状態、冷凍室冷却ダンパ５０が閉状態の場合、冷気は冷蔵室送風ダクト１１を経て多段に設けられた吹き出し口２ｃから冷蔵室２に送られ、冷蔵室送風ダクト１１から分岐した野菜室送風ダクト１４を経て、吹き出し口６ｃから野菜室６に送られる。
【００３３】
なお、冷蔵室２を冷却した冷気は、例えば、冷蔵室２の下面に設けられた戻り口２ｄから冷蔵室戻りダクト１６を経て、冷却器収納室８の正面から見て、例えば、右側下部に戻る。また、別の構成としては、戻り口２ｄから野菜室送風ダクト１４を経て吹き出し口６ｃから野菜室６に送風された後、戻り口６ｄから冷却器収納室８に戻る。
【００３４】
図３において、冷凍室冷却ダンパ５０が開状態のとき、冷却器７で熱交換された冷気が庫内送風機９により、図示省略の製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト１２を経て吹き出し口３ｃ，４ｃからそれぞれ製氷室３，上段冷凍室４へ送風され、冷気ダクト１３を経て吹き出し口５ｃから下段冷凍室５へ送風される。この点からも冷凍室冷却ダンパ５０は、後述する送風機カバー５６部の上方に取り付けられ、製氷室３への送風を容易にしている。
【００３５】
また、上段冷凍室４，下段冷凍室５，製氷室３を冷却した冷気は、下段冷凍室５の後部下方に設けられた冷凍室戻り口１７を介して、冷却器収納室８に戻る。
【００３６】
図４は、冷凍室冷却ダンパ５０と冷蔵室冷却ダンパ２０とをともに開放した状態、図５は冷凍室冷却ダンパ５０を閉鎖し、冷蔵室冷却ダンパ２０のみを開放した状態を示す。図６は冷凍室戻り口１７から冷蔵室ダクト１５に至るまでの構成を示す斜視図、図７は図６におけるＥ−Ｅ方向の断面斜視図である。
【００３７】
図４から図７において、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃを形成するのが仕切板５４である。この仕切板５４は冷凍室４，下段冷凍室５，冷却器収納室８を区画する。
【００３８】
５５は庫内送風機９が取り付けられているファンモータ固定部である。ファンモータ固定部５５は、冷却器収納室８と仕切板５４との間を区画している。庫内送風機９は、ファンモータ固定部５５に取り付けられている。
【００３９】
５６は送風機カバーで、庫内送風機９の前面を覆っている。送風機カバー５６と仕切板５４との間には、冷気ダクト１３が形成されている。また、送風機カバー５６の上部は、冷凍室冷却ダンパ５０の吹き出し口５６ａが形成されている。
【００４０】
また、送風機カバー５６は、送風機９が吹き出す冷気が前面を覆うことによって引き起こす乱流を整流して騒音等の発生を防止する整流部５６ｂを有している。
【００４１】
また、送風機カバー５６は、仕切板５４との間に庫内送風機９より吹き出された冷気を吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃ等に導くべく、上段冷凍室送風ダクト１２、及び冷気ダクト１３を形成している。
【００４２】
更に、送風機カバー５６は、庫内送風機９が吹き出す冷気を冷蔵室冷却ダンパ２０側に送風する役目も果たしている。
【００４３】
すなわち、送風機カバー５６部に設けられた冷凍室冷却ダンパ５０に入らない冷気は、冷蔵室ダクト１５を経由して図４の如く冷蔵室冷却ダンパ２０側に行く。
【００４４】
そして、図４に示すように製氷室３を含む冷凍温度帯室と、野菜室６を含む冷蔵温度帯室との両方の室に冷気を送る時、多量の冷気は冷凍室冷却ダンパ５０側に送られ、わずかの冷気は冷蔵室ダクト１５側に行くよう構成されている。
【００４５】
なお、上記の冷蔵室冷却ダンパ２０は、図４ないし図５に示す如く、冷蔵室２の後部に取り付けられている。さらに、冷蔵室冷却ダンパ２０は、図３に示すように正面からみて水平よりも傾斜して配置されており、位置の高い方にモータ等の駆動手段６０を設けている。
【００４６】
次に、冷却器７の下方には除霜ヒータ２２が設置されている。除霜ヒータ２２の上方には、除霜水が除霜ヒータ２２に滴下することを防止するために、上部カバー５３が設けられている。
【００４７】
冷却器７及びその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜が除霜によって融解すると、除霜水は冷却器収納室８の下部に備えられた樋２３に流入する。その後に、排水管２７を介して機械室１９に配された蒸発皿２１に達し、後記する凝縮器の熱により蒸発させられる。
【００４８】
また、冷却器７の正面から見て右上部には冷却器に取り付けられた冷却器温度センサ３５、冷蔵室２には冷蔵室温度センサ３３、下段冷凍室５には冷凍室温度センサ３４がそれぞれ備えられている。そして、それぞれ冷却器７の温度（以下、冷却器温度と称する），冷蔵室２の温度（以下、冷蔵室温度と称する），下段冷凍室５の温度（以下、冷凍室温度と称する）を検知できるようになっている。
【００４９】
さらに、冷蔵庫１は、庫外の温湿度環境（外気温度，外気湿度）を検知する図示しない外気温度センサと外気湿度センサを備えている。なお、野菜室６にも野菜室温度センサ３３ａを配置してもよい。
【００５０】
断熱箱体１０の下部背面側には、機械室１９が設けられており、機械室１９には、圧縮機２４及び図示しない凝縮器が収納されており、図示しない庫外送風機により凝縮器の熱が除熱される。ちなみに、本実施形態では、イソブタンを冷媒として用い、冷媒封入量は約８０ｇと少量にしている。
【００５１】
冷蔵庫１の天井壁上面側にはＣＰＵ，ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ，インターフェース回路等を搭載した制御基板３１が配置されている。制御基板３１は、前記した外気温度センサ，外気湿度センサ，冷却器温度センサ３５，冷蔵室温度センサ３３，冷凍室温度センサ３４，扉２ａ，２ｂ，３ａ，４ａ，５ａ，６ａの各扉の開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ，冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器，下段冷凍室５内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続する。そして、前記ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機２４のＯＮ，ＯＦＦ等の制御，冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０を個別に駆動する後述するそれぞれの駆動モータの制御，庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御，前記庫外送風機のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御等の制御，前記した扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行う。
【００５２】
次に、冷蔵室冷却ダンパ２０が閉状態で、且つ冷凍室冷却ダンパ５０が開状態で、冷凍温度帯室（製氷室３，上段冷凍室４及び下段冷凍室５）のみの冷却が行われている状態では、図４中に破線で図示した冷蔵室２に向かう矢印８０方向の空気は流れない。すなわち、庫内送風機９から送風された冷気は、全て冷凍室冷却ダンパ５０を通って製氷室，上段冷凍室４、および下段冷凍室５に送風される。
【００５３】
製氷室３に製氷室送風ダクトを介して送風された冷気及び上段冷凍室４に上段冷凍室送風ダクト１２（図２参照）を介して送風された冷気は、下段冷凍室５に下降し、下段冷凍室５に冷気ダクト１３（図２参照）を介して送風された冷気とともに、図４中に矢印Ｃで示す冷凍室戻り空気の流れとなる。すなわち、下段冷凍室５の奥壁下部に配された冷凍室戻り口１７を経由して冷却器収納室８の下部前方から冷却器収納室８に流入し、冷却器配管７ａに多数のフィンが取り付けられて構成された冷却器７と熱交換する。
【００５４】
なお、冷凍室戻り口１７の横幅寸法は、冷却器７の幅寸法とほぼ等しい横幅である。
【００５５】
次に、冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０が共に開状態の場合には、図４に破線で示した冷蔵室２に向かう矢印８０方向の空気も流れる。すると、庫内送風機９から送風された冷気の一部は、冷蔵室冷却ダンパ２０を通って冷蔵室２（冷蔵温度帯室）に送風され、他は冷凍室冷却ダンパ５０を通って製氷室３，上段冷凍室４、および下段冷凍室５（冷凍温度帯室）に送風される。ここで、冷凍室冷却ダンパ５０を開いた場合、冷凍室冷却ダンパ５０に設けられた後述する開閉体６４の先端は冷蔵室ダクト１５を完全に塞がないよう、適切な隙間を設けて配置されている。
【００５６】
一方、図５に示すように冷蔵室冷却ダンパ２０が開状態、且つ冷凍室冷却ダンパ５０が閉状態で、冷蔵温度帯室（冷蔵室２及び野菜室６）のみの冷却が行われている場合では、冷蔵室２からの戻り冷気は、図３中に矢印Ｄで示す冷蔵室戻り空気のように、野菜室送風ダクト１４ないし冷蔵室戻りダクト１６を介して、冷却器収納室８の側方下部から冷却器収納室８に流入し、冷却器７と熱交換する。
【００５７】
なお、野菜室６を冷却した冷気は、図４に示す如く、野菜室戻り口６ｄ（図４参照）を介して、冷却器収納室８の下部に流入するが、風量が冷凍温度帯室を循環する風量や冷蔵室２を循環する風量に比べて少ない。
【００５８】
上記にて説明したように、冷蔵庫１内の冷気の切替えは冷蔵室冷却ダンパ２０及び冷凍室冷却ダンパ５０を夫々適宜に開閉することにより行う構成である。
【００５９】
次に、図８から図１４を用いて、冷凍室冷却ダンパ５０を例として、電動ダンパの構成と動作の一例について説明する。
【００６０】
図８と図９は冷凍室冷却ダンパ５０の構成の一例を示す斜視図である。図９は図８の矢印Ｓ方向から見た図であり、図１０は図８におけるＹ−Ｙ方向の断面図である。
【００６１】
冷凍室冷却ダンパ５０は、開口６２を一面に備え、例えば樹脂製のフレーム６３と、フレーム６３の一端にモータや減速歯車などの駆動系を内蔵した駆動手段６０を備え、駆動軸６１から駆動力を出力する。
【００６２】
開閉体６４は樹脂製の板状の開閉板６４ａと、該開閉板６４ａの一面に設けられた密閉部材６４ｂとを備える。密閉部材６４ｂは、発泡ウレタンや発泡ポリエチレンといった柔軟な材料で成形されており、フレーム６３に設けられた幅Ｗ，高さｈの開口６２に対向して設けられる。
【００６３】
開閉体６４の一端は、駆動軸６１に軸支されており、他端はフレーム６３に設けられた支軸６５のまわりに回転自在に設けられている。開閉体６４は、駆動軸６１と支軸６５とを結んだ回動軸のまわりに揺動自在であり、かつ前記回動軸は開閉体６４の長手方向の一辺と平行に、その一辺の近傍に配置されている。フレーム６３の開口６２の長手方向略中央部には、開口６２の変形を抑止するための補強の支柱６２ａが設けられている。
【００６４】
図８から図１０は、開閉体６４が閉鎖された状態を示している。開閉体６４は閉位置において、柔軟な密閉部材６４ｂがフレーム６３に設けられた開口６２の内周に沿って設けられた接触部６６と接触することによって開口６２を密閉する。モータを回転させると、駆動軸６１を介して開閉体６４が図示の矢印方向におよそ９０°回動して開閉体は６４′で示した開位置となる。開位置と閉位置との間を開閉体６４が回転動作することによって、開位置においては開口６２を冷気が通過することができ、閉位置においては冷気の流れを阻止して閉鎖する構成である。
【００６５】
次に、駆動手段６０の構成と動作の一例について図１１から図１４を用いて説明する。図１１から図１４は、駆動手段６０を図５の矢印Ｚ方向に見た概略図である。駆動手段６０はモータ７０を有し、モータ７０の出力軸７１にはピニオンギヤ７２が設けられており、モータ７０の駆動とともに回転してトルクを出力する。アイドラギヤ７３はアイドラ支点７４のまわりに回動自在に軸支された減速歯車である。
【００６６】
アイドラギヤ７３の外周は、ピニオンギヤ７２とかみ合うギヤ７３ａを有し、ピニオンギヤ７２からのトルクを減速しながら伝達する。アイドラギヤ７３の一部には、部分歯車７３ｂが設けられている。部分歯車７３ｂは、例えばアイドラギヤ７３が９０°回転する範囲のみに設けられている。部分歯車７３ｂの歯車形状以外の部分には、円柱状をなした円柱部７３ｃが設けられている。なお、ギヤ７３ａと部分歯車７３ｂは、アイドラギヤ７３の高さ方向に対して、互いにずれた位置に設けられている。
【００６７】
出力ギヤ７５は、駆動軸６１のまわりに回動自在に軸支され、開閉体６４と嵌合されている。開閉体６４と出力ギヤ７５とは連結されており、一体として回動する。出力ギヤ７５の一部には、部分歯車７５ｂが設けられている、部分歯車７５ｂは、アイドラギヤ７３の一部に設けられた部分歯車７３ｂとかみ合って、アイドラギヤ７３と連動して例えば９０°だけ回転する。
【００６８】
出力ギヤ７５の部分歯車７５ｂを挟んで両側には、円弧形状をした第一のストッパ７５ｃと第二のストッパ７５ｄとが設けられている。第一のストッパ７５ｃと第二のストッパ７５ｄは、開閉体６４が開位置及び閉位置において、それぞれアイドラギヤ７３の円柱部７３ｃと互いに嵌合される位置関係にある。出力ギヤ７５が部分歯車７５ｂのかみ合う範囲であるおよそ９０°回動することにより、出力ギヤ７５と連結された開閉体６４が回動する構成である。
【００６９】
次に、駆動手段６０の動作について説明する。
【００７０】
図１１は、駆動手段６０は開閉体６４が閉鎖状態にあり、図８から図１０と同様な状態を図示している。アイドラギヤ７３に設けられた円柱部７３ｃは、出力ギヤ７５の第二のストッパ７５ｄと嵌合しており、開閉体６４を閉鎖状態で保持している。
【００７１】
図１２は、図１１の状態からモータ７０を駆動して、ピニオンギヤ７２，アイドラギヤ７３，出力ギヤ７５をそれぞれ矢印方向に回転した状態であり、出力ギヤ７５の一部である部分歯車７５ｂとアイドラギヤ７３の一部に設けられた部分歯車７３ｂとかみ合っている。出力ギヤ７５の第二のストッパ７５ｄは、アイドラギヤ７３の円柱部７３ｃから離反した位置となる。
【００７２】
図１３は図１２よりもさらに矢印方向に回動した位置を示している。図１４においてはおよそ９０°回動して、出力ギヤ７５の一部である部分歯車７５ｂとアイドラギヤ７３の一部に設けられた部分歯車７３ｂとのかみ合いが終了した状態を示す。この状態で、出力ギヤ７５の第一のストッパ７５ｃはアイドラギヤ７３の円柱部７３ｃと嵌合した位置となって、開閉体６４を開放状態で保持する。開閉体６４を再度閉鎖する際には、図１４の状態から図１３，図１２の状態を経由して図１１の状態に至る。
【００７３】
上記のように動作することによって、ダンパ５０は開閉体６４の開閉動作を行う。
【００７４】
ここで、冷凍温度帯室に収納した冷凍食品などを長期にわたって保存するためには、冷凍温度帯室内部の温度ムラを低減して、できるだけ均一に冷却することが望ましい。すなわち、図２又は図４等により説明したように、冷凍温度帯室内に冷気を吹き込む吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃは、冷凍温度帯室の背面側にある。そのため、冷凍温度帯室内においては冷気が手前側に送風されるまでの間に温度上昇する傾向がある。この傾向は、冷気の流量が少なく流速が遅いほど顕著となる。そのため、冷凍温度帯室の温度ムラを低減するには、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃから所定以上の量の冷気を冷凍温度帯室に吹き込むとともに、その冷気の流速を高めることが有効である。
【００７５】
また、流量を増加させて且つ流速を高めるためには、庫内送風機９を大型化することが有効であるが省エネルギー性の観点からは望ましくない。また、騒音が大きくなる等の問題があるので、庫内送風機９を大型化するのではなく、送風抵抗を低減することによって損失を減らし、冷気の流速を高めることが望ましい。
【００７６】
次に、図４から図７によって、送風抵抗を低減するための構成について説明する。
【００７７】
庫内送風機９によって圧力が高められて吐出された冷気は、送風機カバー５６に沿って図７の矢印５７のように流れる。冷凍室冷却ダンパ５０の開口を通過した後の冷気は、矢印５８ａないし矢印５８ｂを経て、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃから吐出される。
【００７８】
ここで、庫内送風機９から吐出される冷気は、整流部５６ｂで整流されて、その大部分が矢印５７ａのように流れる。整流部５６ｂによって、上流から下流に向かって徐々に広がる風路が形成されていることによる。しかし、一部の冷気は矢印５７のごとく拡散する。そこで、冷凍室冷却ダンパ５０の幅寸法Ｗを庫内送風機９の直径Ｄよりも大とする。これにより、冷気を滑らかに冷凍室冷却ダンパ５０に導入でき好適である。
【００７９】
庫内送風機９によって一旦高められた冷気の圧力は、冷気の送風経路内の抵抗によって下流側では徐々に低くなった後、最後は流速を高めるために面積を縮小された吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃから冷凍温度帯室内に吐出される。
【００８０】
ここで、庫内送風機９から吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃに至るまでの冷気の送風経路内に面積の極小部分があると、その部分において局部的に流速が高まり、オリフィスとなる。そのため、上流側と下流側とで圧力差が生じ、下流側、すなわち吹き出しノズル側の圧力が低下する。すると、面積を絞った吹き出しノズルにおける冷気の流速も流量も低下するので、温度ムラが生じやすくなる。
【００８１】
すなわち、庫内送風機９から吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃに至るまでの冷気の通風抵抗を低減するためには、送風経路内に面積が極小となる部分がないように構成するのがよい。すなわち、庫内送風機９から吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃまでの間の冷気ダクト内に設けられた冷凍室冷却ダンパ５０の開口面積は、吹き出し口３ｃ，４ｃ，５ｃの面積よりも大、とすることが好適である。
【００８２】
ここで、吹き出し口の面積は冷気の流量と流速によって定まる。以下、それらの適正値を算出する。
【００８３】
まず、冷凍室から外部に漏洩する熱漏洩量を概算する。内容量が６００Ｌクラスの冷蔵庫１の寸法は、概ね幅７５０［mm］，奥行き７００［mm］，高さ１８００［mm］程度であり、高さのうち冷凍室の占める高さは、概ね７００［mm］である。
【００８４】
冷凍室を縦横高さが７００×７５０×７００［mm］の立方体として表面積を計算すると、上下面は冷蔵室又は野菜室と接しており、その面積は、
０.７[ｍ]×０.７５[ｍ]×２＝１.０５[ｍ2] …（１）
となる。
【００８５】
室温である外気と接する面は、上下面以外の４面であり、その表面積は、
０.７[ｍ]×０.７[ｍ]×２＋０.７[ｍ]×０.７５[ｍ]×２＝２.０３[ｍ2] …（２）
となる。
【００８６】
ここで、冷凍室から外気に漏れる熱漏洩量Ｑを概算するにあたり、簡単のために外気と接する面からのみ熱漏洩すると仮定して、面積を２［ｍ2］、壁面の冷凍室内部から外気への熱通過率Ｋ＝０.３５［Ｗ／（ｍ2・Ｋ）］、内部温度を−１８［℃］、外気温度を＋３０［℃］とすると、熱漏洩量Ｑは表面積×熱通過率×温度差で表され、
Ｑ＝２[ｍ2]×０.３５[Ｗ／(ｍ2・Ｋ)]×４８[Ｋ]＝３３.６[Ｗ] …（３）
となる。
【００８７】
次に、必要な冷気の流量について概算する。
【００８８】
冷却器７によって冷却された冷気は、冷凍温度帯室内に吹き込まれて、貯蔵食品等から熱を奪うとともに、一部は冷蔵庫１の表面から冷凍温度帯室外に熱漏洩して温度が上昇した後に冷凍室戻り口１７から冷却器７に戻る。
【００８９】
ここで、冷気の流量をＶ［ｍ3］、冷気の温度上昇をΔｔ［℃］、空気の比熱をＣｐ［ｋＪ／（kg・Ｋ）］、空気の密度をρ［kg／ｍ3］とすると、冷気から奪われる熱量Ｑ［ｋＪ／min］は、
Ｑ＝Ｖ×Δｔ×Ｃｐ×ρ …（４）
で表される。必要な熱量Ｑから流量Ｖを求めるには、
Ｖ＝Ｑ／(Δｔ×Ｃｐ×ρ) …（５）
となる。
【００９０】
ここで、式（３）に示されるように、熱漏洩量は３３.６［Ｗ］、食品の温度を下げるために必要な熱量が熱漏洩と同等の３３.６［Ｗ］とすると、全体で必要な熱量は、
Ｑ＝６７.２[Ｗ]＝４.０３[ｋＪ／min]
である。
【００９１】
ここで、冷気は冷凍温度帯室内に−２０℃で流入して−１５［℃］で冷却器に戻るとすれば、冷気の温度上昇Δｔ＝５［℃］、比熱Ｃｐ＝１.０１［ｋＪ／（kg・Ｋ）］、空気の密度ρ＝１.４［kg／ｍ3］）とすれば、
Ｖ＝４.０３／(５×１.０１×１.４)＝０.５７[ｍ3／min] …（６）
となり、冷気の流量としては、およそ０.６［ｍ3／min］が必要である。
【００９２】
冷凍室において温度むらが生じないためには、吹き出しノズルから吐出される冷気の流速は、およそ２［ｍ／ｓ］程度が必要であるとされている。ここで、冷気の流量が式（６）により概算したように、およそ毎分０.６［ｍ3］、流速が２［ｍ／ｓ］程度であるとすれば、吐出口の面積Ｓはおよそ、
Ｓ＝０.６／(２×６０)＝０.００５[ｍ2]＝５０００[mm2] …（７）
となる。冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の面積は、これよりも大とするのが好都合であり、例えば２０％から３０％程度大とすると、６０００から６５００［mm2］とするのが好適である。
【００９３】
次に、冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の形状について説明する。先に説明したように、開口６２の幅Ｗはファンの直径Ｄよりも大とすることが好適である。しかし、開口６２の面積を一定として幅Ｗを拡大した場合、高さ寸法ｈを小さくして、縦横比の大きい細長い形状となる。
【００９４】
また、開閉動作を行う開閉体６４は、開口６２よりも一回り大きく、開口６２を閉鎖するよう構成されている。その縦横比は開口６２の縦横比と概ね同じである。
【００９５】
開閉体６４は板状であって、密閉性を向上するために適切な縦横比の範囲について、図１５を参照して説明する。
【００９６】
図１５は、開閉体６４が駆動軸６１，支軸６５からなる回動軸のまわりに矢印５９方向に回転して、密閉部材６４ｂが接触部６６（図示せず）と均一に接触した状態を示す。この状態で、接触面の全周にわたって一様な押圧力として分布荷重ｐ［Ｎ／mm］が生じる。図１５では、分布荷重ｐを模式的に矢印で示している。ｒ１は駆動軸６１から接触部６６の最も遠い辺６８ａまでの距離、ｒ２は駆動軸６１から接触部６６の最も近い辺６８ｂまでの距離である。
【００９７】
ここで、計算のために分布荷重ｐを各辺の中央に加わる集中荷重Ｐとして簡易化して、長辺，短辺においてそれぞれＰ１［Ｎ］，Ｐ２［Ｎ］とした場合、
Ｐ１＝ｐ×Ｗ …（８）
Ｐ２＝ｐ×ｈ …（９）
となる。
【００９８】
ここで、
ｈ＝ｒ１−ｒ２ …（１０）
として、長辺に生じる駆動軸６１まわりのモーメントは、
（１）駆動軸６１から最も遠い辺６８ａにおいては
Ｍ１＝Ｐ１×ｒ１＝ｐ×Ｗ×ｒ１ …（１１）
（２）駆動軸６１から最も近い辺６８ｂにおいては
Ｍ２＝Ｐ１×ｒ２＝ｐ×Ｗ×ｒ２ …（１２）
（３）側辺６８ｃにおいては
Ｍ３＝Ｐ２×(ｈ／２＋ｒ２)＝ｐ×ｈ×(ｈ／２＋ｒ２) …（１３）
である。
【００９９】
よって、駆動軸６１まわりに生じるモーメントＭはそれらの合計であり、側辺は２ヶ所なので、
Ｍ＝Ｍ１＋Ｍ２＋２×Ｍ３ …（１４）
＝ｐ×Ｗ×ｒ１＋ｐ×Ｗ×ｒ２＋２×ｐ×ｈ×(ｈ／２＋ｒ２)
＝ｐ×{Ｗ×(ｒ１＋ｒ２)＋ｈ×(ｈ＋２×ｒ２)}
＝ｐ×{Ｗ×(ｈ＋２×ｒ２)＋ｈ×(ｈ＋２×ｒ２)}
＝ｐ×(Ｗ＋ｈ)×(ｈ＋２×ｒ２) …（１５）
となる。
【０１００】
式（１５）の意味するところは、均一の分布荷重ｐを全周に加える際に必要となる駆動トルクＭを算出するものである。ここで、計算された駆動トルクＭが小さいほど、小さいトルクで同じ分布荷重ｐが得られることになる。よって、Ｍが小さいほど密閉部材６４ｂの開口６２への当接圧力が最大となり、好適であることを示す。
【０１０１】
すなわち、分布荷重ｐを単位荷重１であるとして、無次元化したモーメント比をＭ′とすれば、
Ｍ′＝(Ｗ＋ｈ)×(ｈ＋２×ｒ２) …（１６）
となる。
【０１０２】
したがって、式（１６）の右辺を最小とする開閉体６４の幅Ｗ及び高さｈの関係が最も望ましい形状である、ということである。
【０１０３】
ここで、先に述べたように、開口６２の面積を６４００［mm2］とし、開口６２を正方形とする場合、幅Ｗと高さｈはともに８０［mm］となる。
【０１０４】
一方、開口６２を細長い長方形形状とする場合、幅Ｗを拡大し高さｈを縮小し、かつ面積は６４００［mm2］とするので、一例として、Ｗ＝１６０［mm］，ｈ＝４０［mm］となる。
【０１０５】
ここで、開口６２の短辺であるｈ寸法と、正方形の場合の一辺の長さＷ＝８０［mm］との比を短辺比Ｃとして無次元化する。正方形の場合、ｈ＝８０［mm］であり、Ｃ＝１となる。また、Ｗ＝１６０［mm］，ｈ＝４０［mm］の長方形の場合、Ｃ＝０.５となる。すなわち、短辺比Ｃが小さいほど細長い形状であることを示している。
【０１０６】
図１６に、短辺比とモーメント比との関係を示す。図１６では、実装上実現可能な寸法の一例としてｒ２＝６［mm］として、Ｃ≒０.２〜１.０となる範囲、すなわちｈ＝１５〜８０［mm］の範囲において、モーメント比Ｍ′を式（１６）によってそれぞれ計算した結果を示す。
【０１０７】
図１６に示すように、モーメント比Ｍ′はＣ＝０.４において極小値となる。これは、Ｃ＝１の正方形の場合と比較して約７０％となり、短辺比Ｃの好適な範囲として０.３から０.５程度となることがわかる。すなわち、幅Ｗ×高さｈの好適な範囲は、２６７［mm］×２４［mm］から１６０［mm］×４０［mm］となる。また、最適値は１８３［mm］×３５［mm］となる。
【０１０８】
この短辺比Ｃを長辺Ｗと短辺ｈとの比率である縦横比として表すと、短辺比０.３の場合は１１.１２５、短辺比０.５の場合は４となる。すなわち、縦横比で表すと４から１１の範囲が好適であり、最適値は５.２３となる。
【０１０９】
先に説明したように、ここで求められたダンパ開口６２の幅Ｗよりもファン直径Ｄを小とする方が送風抵抗を低減するために望ましい、よって、ファン直径Ｄはφ１５０［mm］以下とすることが望ましい。
【０１１０】
次に、冷凍室冷却ダンパ５０の配置について説明すると、図３ないし図７に示すように、冷凍室冷却ダンパ５０は水平面に平行に配置するのではなく、図３では図示右側が低くなるように傾斜して配置する。これによって、冷凍室冷却ダンパ５０の一部に結露した水分を斜面に沿って排水できるので、水分がダンパ内部に滞留して氷結することがなく好適である。さらに、冷凍室冷却ダンパ５０の一端に設けられた駆動手段６０を傾斜の高所側に配置する。これによって、排水が駆動手段６０に入り込まず、さらに好適である。
【０１１１】
以上説明したように、本発明においては、冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の面積を冷凍室への冷気の吹き出し口の面積よりも大とする。
【０１１２】
これによって、送風経路の圧力損失を低減し、通風抵抗の少ない冷蔵庫を提供できる。
【０１１３】
さらに、冷凍室冷却ダンパ５０の開口６２の寸法は、面積が同一である正方形の一辺の長さと短辺ｈの長さとを比較した短辺比Ｃにおいて０.３から０.５、長辺と短辺の比である縦横比で表すと４から１１の範囲とする。
【０１１４】
これによって、密閉部材６４ｂと開口６２の接触部６６との間の当接圧力が最大となり、密閉性を向上して冷気の漏れを防止できるので好適である。すなわち幅Ｗ×高さｈは２６７［mm］×２４［mm］から１６０［mm］×４０［mm］の範囲が好適であり、最適値は１８３［mm］×３５［mm］となり、開閉体６４であるバッフルの寸法も開口６２より一回り大きいが略同等の寸法である。開閉体６４の奥行き寸法は２４から４０［mm］となって幅と比べて小さいので、冷気ダクト１３の奥行き寸法を小となして冷蔵庫１の奥行きを小さくできるので都合がよい。
【０１１５】
以上の構成により、通風抵抗が少なく、かつ気密性を向上することで冷気の漏れを低減して、省エネルギー化が図れる冷蔵庫を提供できる。従って、冷蔵庫内の食品を所定温度範囲に維持しながら省エネルギー性能を確保し、食品の貯蔵温度維持ができる冷蔵庫を得ることができる。
【０１１６】
本発明は以上説明した如く、冷凍室冷却ダンパの開口部の面積を冷凍室への冷気の吹き出し口の面積よりも大とすることによって、送風経路の圧力損失を低減し、通風抵抗の少ない冷蔵庫を提供できる、という効果がある。
【０１１７】
さらに冷凍室冷却ダンパの開口部の寸法は、面積が同一である正方形の一辺の長さと短辺ｈの長さとを比較した短辺比Ｃにおいて０.３から０.５、長辺と短辺の比である縦横比で表すと４から１１の範囲とすることによって、密閉部材と開口部接触部との間の当接圧力が最大となり、密閉性を向上して冷気の漏れを防止できるので、省エネルギー化が図れるものである。
【符号の説明】
【０１１８】
１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室（冷蔵温度帯室）
３ 製氷室（冷凍温度帯室）
４ 上段冷凍室（冷凍温度帯室）
５ 下段冷凍室（冷凍温度帯室）
６ 野菜室（冷蔵温度帯室）
７ 冷却器
８ 冷却器収納室
９ 庫内送風機（送風機）
１０ 断熱箱体
１１ 冷蔵室送風ダクト
１２ 上段冷凍室送風ダクト
１３ 冷気ダクト
１５ 冷蔵室ダクト
１６ 冷蔵室戻りダクト
１７ 冷凍室戻り口
１９ 機械室
２０ 冷蔵室冷却ダンパ
２１ 蒸発皿
２２ 除霜ヒータ
２３ 樋
２４ 圧縮機
３１ 制御基板
３３ 冷蔵室温度センサ
３３ａ 野菜室温度センサ
３４ 冷凍室温度センサ
３５ 冷却器温度センサ
５０ 冷凍室冷却ダンパ
５３ 上部カバー
５４ 仕切板
５５ ファンモータ固定部
５６ 送風機カバー
５６ａ 吹き出し口
５６ｂ 整流部
６０ 駆動手段
６１ 駆動軸
６２ 開口
６２ａ 支柱
６３ フレーム
６４ 開閉体
６４ａ 開閉板
６４ｂ 密閉部材
６５ 支軸
６６ 接触部
６７ 圧接力
７０ モータ
７１ 出力軸
７２ ピニオンギヤ
７３ アイドラギヤ
７４ アイドラ支点
７５ 出力ギヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷蔵庫本体に設けられた冷凍温度帯室と、
該冷凍温度帯室の後方に設けられ冷却器が設置される冷却器室と、
前記冷却器室から前記冷凍温度帯室へ冷気を送風する送風機と、
前記冷却器室と前記冷凍温度帯室とを仕切り前記送風機で送風された冷気を前記冷凍温度帯室へ吹き出す吹き出し口を有する仕切板と、
前記冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパと、を備えた冷蔵庫において、
前記冷凍室ダンパは、
前記冷却器室と前記吹き出し口とを連通する開口を有するフレームと、
前記開口を開閉する開閉体と、
該開閉体を駆動する駆動手段と、を備え、
該冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記吹き出し口の面積よりも大きいことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記吹き出し口は複数設けられ、前記冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記複数の吹き出し口の合計の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷凍室ダンパの前記開口は長方形状であって、縦横比が４〜１１であることを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
長方形状の開口を有するフレームと、
前記開口を開閉する開閉体と、
該開閉体を駆動する駆動手段と、を備えたダンパ装置において、
前記開口の縦横比は４〜１１であり、且つ該開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とするダンパ装置。
【請求項１】
冷蔵庫本体に設けられた冷凍温度帯室と、
該冷凍温度帯室の後方に設けられ冷却器が設置される冷却器室と、
前記冷却器室から前記冷凍温度帯室へ冷気を送風する送風機と、
前記冷却器室と前記冷凍温度帯室とを仕切り前記送風機で送風された冷気を前記冷凍温度帯室へ吹き出す吹き出し口を有する仕切板と、
前記冷凍温度帯室への送風量を制御する冷凍室ダンパと、を備えた冷蔵庫において、
前記冷凍室ダンパは、
前記冷却器室と前記吹き出し口とを連通する開口を有するフレームと、
前記開口を開閉する開閉体と、
該開閉体を駆動する駆動手段と、を備え、
該冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記吹き出し口の面積よりも大きいことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
前記吹き出し口は複数設けられ、前記冷凍室ダンパの前記開口の面積は前記複数の吹き出し口の合計の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記冷凍室ダンパの前記開口は長方形状であって、縦横比が４〜１１であることを特徴とする、請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
長方形状の開口を有するフレームと、
前記開口を開閉する開閉体と、
該開閉体を駆動する駆動手段と、を備えたダンパ装置において、
前記開口の縦横比は４〜１１であり、且つ該開口の面積は６０００〜６５００mm2であることを特徴とするダンパ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−５８６８４（Ｐ２０１１−５８６８４Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７６４２（Ｐ２００９−２０７６４２）
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月９日（２００９．９．９）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
[ Back to top ]