JP6254404B2 - 遮蔽装置およびそれを有する冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫内で冷風が流通する風路を必要に応じて塞ぐ遮蔽装置およびそれを有する冷蔵庫に関する。

一般の冷蔵庫では、冷却器の霜取りを行う際、除霜ヒータによって暖められた冷却器周辺の暖気が貯蔵室内へと流れ、貯蔵室内の温度が上昇するという問題点がある。そこで、除霜運転中の暖気が貯蔵室内へと入ることを防止する方法として、冷却風路にダンパを設け、該ダンパを除霜運転中に閉じる方法が知られている（例えば、特許文献１）。

図９は、特許文献１に開示された冷蔵庫１００の風路構成を示す正面図である。係る従来技術の冷蔵庫１００では、冷却器で冷却された冷気を貯蔵室へと送る冷気供給風路１０１、１０２、１０３、１０４に、夫々、入口ダンパ１０５、１０６、１０７、１０８を備えている。また、貯蔵室から冷却器部へと冷気を戻す冷気帰還風路１０９、１１０、１１１に、夫々、出口ダンパ１１３、１１４、１１５を備えている。また、冷凍室１１２からの冷気帰還風路（図面に表れない）に出口ダンパ１１６を備えている。そして、除霜運転中に、前記入口ダンパ１０５、１０６、１０７、１０８、及び出口ダンパ１１３、１１４、１１５、１１６の全部又は一部を閉じるようにしている。

また、他の従来技術の例として、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、貯蔵室への冷気吹出口に設けられた送風機２０５、３０５に、風量制御機構２００、３００を設けることが知られている（例えば、特許文献２）。

図１０（Ａ）に示す従来技術の風量制御機構２００は、複数枚の開閉板２０１の片側を軸流送風機２０５の吐出側外枠に取り付け、連結板２０２及び回転板２０３を介して連結された小型モータ２０４の駆動により、前記開閉板２０１を開閉するものである。

また、図１０（Ｂ）に示す風量制御機構３００では、軸流送風機３０５の吸入側にアイリスシャッタ３０１を設けている。前記アイリスシャッタ３０１は、操作板３０２及び連結軸３０３を介して連結されたソレノイド３０４によって開閉される。

特開２００９−２５０４７６号公報（第４―５頁、第４図） 特開２００６−３００４２７号公報（第７―８頁、第３、５図）

しかしながら、図９のように、冷却風路にダンパを設けた従来技術の冷蔵庫では、容量や機能別に設計される様々な種類の冷蔵庫について、機種毎に各々の風路や該風路に合わせたダンパを設計する必要があった。そのため、各機種各々の風路に適合したダンパを設計すると、ダンパの種類が増えて、多品種少量生産になるので、ダンパの開発コスト及び生産コストが増大するとう問題点がある。

また、図１０（Ａ）に示すように、送風機２０５に風量制御機構２００を取り付ける構成では、風量制御機構２００の流動抵抗が大きいという問題点がある。即ち、軸流送風機吐出側における空気の流れは、ファン回転軸付近を中心軸とする旋回流を形成しているところ、前記風量制限機構２００は、複数枚の開閉板２０１を平行に並べた構成であるので、該旋回流を妨げてしまうのである。

また、図１０（Ｂ）に示すアイリスシャッタ３０１を、送風機の吐出側に用いた場合には、送風機吐出部の圧力損失が大きいという問題点がある。即ち、冷蔵庫における送風機吐出側の空気流れは、ファン回転軸方向流れ速度よりも、回転半径方向流れ速度の方が大きくなるという特性があるところ、前記アイリスシャッタ３０１では、回転半径方向流れを遮断してしまうことになる。

更に、図１０（Ａ）に示した開閉板２０１を用いる構成や、図１０（Ｂ）に示したアイリスシャッタ３０１を用いた構成では、使用時に付着した水分が凍結することで、その動きが阻害される恐れがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、除霜時の暖気が貯蔵室へと流れ込むことを確実に防止する遮蔽装置およびそれを有する冷蔵庫を提供することにある。

本発明の遮蔽装置は、冷蔵庫内で流通する空気の経路を塞ぐ遮蔽装置であり、ネジ溝が形成されたネジ孔と、支持孔と、を有する送風機カバーと、前記ネジ溝に螺合するネジ山が形成されて前記ネジ孔を貫通する駆動軸と、前記送風機カバーの前記支持孔を摺動可能に隙間なく貫通する円柱状のガイドピンと、を備え、前記駆動軸の前記ネジ山と前記送風機カバーの前記ネジ溝との間に、前記送風機カバーの内部から外部へ空気が流通する風路を設けることを特徴とする。

本発明によれば、送風機カバーを貫通する駆動軸とのネジ機構により送風機カバーの開閉動作を実現させている。更に、駆動軸と送風機カバーとの間に、送風機カバーの内部から外部へ空気が流通する風路を設けている。よって、使用状況下にて駆動軸と送風機カバーとの間に水分が侵入しても、この水分は風路を経由して外部に排水される。よって、この水分が凍ることで遮蔽装置のネジ機構が動作しなくなることが防止される。

また、駆動軸のネジ山の側面を傾斜形状とすることで、送風機カバーのネジ溝との間隙を大きく確保している。よって、水分が排出される効果が大きくなる。

更に、送風機カバーの一部を切り欠いて上記の風路を確保している。これによっても、上記した排水の効果が大きくなる。

また、本発明に係る送風機カバーは、冷却室から離隔する方向に移動可能であるので、冷却空気の流動損失が極めて低い。そのため、回転半径方向の流れ速度が大きい送風機吐出側の空気を、小さい流動抵抗で、前記開口部を通じて冷却風路内へと流すことができる。その結果、冷蔵庫内を循環する冷却空気の圧力損失を小さくして、冷却効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る遮蔽装置を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る遮蔽装置を示す図であり、（Ａ）はネジ溝とネジ山との関連構成を示す断面図であり、（Ｂ）は送風機カバーを部分的に示す斜視図であり、（Ｃ）は遮蔽装置を部分的に示す断面図である。 本発明の実施形態に係る遮蔽装置を示す図であり、（Ａ）は遮蔽した状態の遮蔽装置を示す斜視図であり、（Ｂ）はその状態を示す断面図であり、（Ｃ）は連通した状態の遮蔽装置を示す斜視図であり、（Ｄ）はその状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外観図である。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の概略構造を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の供給風路を説明する正面略図である。 本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷却室付近の構造を示す側面断面図である。 軸流送風機周りの空気流れを（Ａ）吐出側と吸入側との圧力差が１２Ｐａ、（Ｂ）同圧力差が４Ｐａ、（Ｃ）同圧力差が２Ｐａという条件で解析した結果を示す説明図である。 従来技術の冷蔵庫の例を示す正面図である。 他の従来技術の冷蔵庫の風量制御機構を示す図であり、（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は正面図である。

＜第１の実施の形態：遮蔽装置の構成＞
図１から図３を参照して、本形態の遮蔽装置５０の構成を説明する。図１は遮蔽装置５０を構成する部材を縦方向に分解して示す斜視図であり、図２は遮蔽装置５０の各部を示す図であり、図３は遮蔽装置の機能を示す図である。

図１を参照して、遮蔽装置５０は、概略的に蓋形状を有する送風機カバー５１と、送風機カバー５１を貫通して駆動させる駆動軸５４と、送風機カバー５１および駆動軸５４を支持する支持基体５２と、を主要に有している。遮蔽装置５０の主な役割は、図７を参照して、除霜の工程に於いて冷却室１３の開口部を塞ぐことで、除霜時に暖気が冷蔵室供給風路１４に漏れ出すことを抑制することにある。

送風機カバー５１は、樹脂材料を概略的に蓋形状に射出成形したものであり、四角形状を呈する主面部５１ｄと、主面部５１ｄの周辺縁部から縦方向に伸びる４つの側面部５１ｅを有している。また、主面部５１ｄの中央付近を円形に貫通してネジ孔５１ｃが形成されている。ネジ孔５１ｃの周辺部は他の部分よりも厚みを有する円環状の肉厚部５１ｈである。ネジ孔５１ｃで対面する主面部５１ｄの側面を螺旋状に窪ませてネジ溝５１ｆが形成されている。また、ネジ孔５１ｃ側の肉厚部５１ｈを部分的に貫通させて切り欠き部５１ｇが形成されている。送風機カバー５１の役割は、図７を参照して後述するように、冷却室１３の送り口１３ａを実質的に塞ぐことにある。

駆動軸５４は、下部が開口された円筒形状を呈しており、その側面の一部を螺旋状に連続して突起させたネジ山５４ａが設けられている。ここで、駆動軸５４のネジ山５４ａと送風機カバー５１のネジ溝５１ｆとは、使用状況下では螺合される。また、駆動軸５４の内部には、下記する支持基体５２の軸支持部５２ｄが挿入され、軸支持部５２ｄに内蔵されたモータの駆動力で駆動軸５４は所定角度回転する。駆動軸５４の役割は、駆動軸５４自体が回転することで、必要に応じて送風機カバー５１を開閉させることにある。駆動軸５４の軸方向は、後述するファン３７（図７）の軸方向と略同一である。

支持基体５２は、平面視で四角形の枠形状を呈する枠部５２ａと、中央部分に配設された筒状の軸支持部５２ｄと、軸支持部５２ｄの下端と連続する円環状の環状支持部５２ｃと、環状支持部５２ｃと枠部５２ａの角部とを連結する支持フレーム５２ｂと、枠部５２ａの対向する角部付近に立設されたガイドピン５６と、を主要に有している。

枠部５２ａは支持基体５２の全体を機械的に支持する役割を有し、その角部には複数の孔部５２ｅが設けられている。孔部５２ｅを貫通するネジ等の固定手段を介して、枠部５２ａを含む遮蔽装置５０は、図３（Ｂ）に示すように、ケーシング３６に固定される。

軸支持部５２ｄは、支持フレーム５２ｂを介して枠部５２ａと連結されており、下部に開口を有する筒形状を呈している。軸支持部５２ｄは駆動軸５４に挿入され、軸支持部５２ｄに内蔵されたモータの駆動力で駆動軸５４は回転する。

環状支持部５２ｃは、軸支持部５２ｄと同心円状と成るように一体的に連続して設けられた円環状の部位である。使用状況下では、送風機カバー５１を閉じた際に、送付気カバーの切り欠き部５１ｇが、支持基体５２の環状支持部５２ｃで覆われる。これにより、切り欠き部５０ｇを経由した暖気の漏出が防止される。

ガイドピン５６は、送風機カバー５１の支持孔５１ｂに対応した箇所に立設されている円柱状の部材である。各々のガイドピン５６が支持孔５１ｂに挿入されることで、送風機カバー５１の動きがガイドされる。図２（Ａ）を参照して下記するように、本形態では、排水のための風路を確保するために、駆動軸５４と送風機カバー５１との間には間隙が存在している。よって、駆動軸５４と送風機カバー５１との螺合のみによっては、支持基体５２で送風機カバー５１を安定して支持できない恐れがある。本形態では、支持基体５２の対向する隅部に配置された２つのガイドピン５６が、送風機カバー５１の支持孔５１ｂに摺動可能に挿入されている。また、ガイドピン５６は支持孔５１ｂに隙間なく挿入されている。係る構造により、送風機カバー５１は安定した状態で支持基体５２に支持されている。

図２を参照して、上記した遮蔽装置５０を更に詳述する。図２（Ａ）は駆動軸５４と送風機カバー５１とのネジ機構を示す断面図であり、図２（Ｂ）は送風機カバー５１を部分的に示す斜視図であり、図２（Ｃ）は遮蔽装置５０を部分的に示す断面図である。

図２（Ａ）を参照して、上記したように、駆動軸５４のネジ山５４ａと、送風機カバーのネジ溝５１ｆが螺合することでネジ機構が実現される。駆動軸５４が回転することで、後述する送風機カバー５１による遮蔽および開放が行われている。ここで、半径方向外側を＋Ｒ方向とし、回転方向内側を−Ｒ方向とする。

本形態では、駆動軸５４のネジ山５４ａの側面５４ｂを傾斜面としている。具体的には、ネジ山５４ａは２つの対向する側面５４ｂを有し、ネジ溝５１ｆにも２つの対向する側面５１ｋが形成されている。ネジ山５４ａの側面５４ｂは、＋Ｒ側が−Ｒ側よりもネジ溝５１ｆの側面から離間する（即ち狭くなる）傾斜面となっている。一方、ネジ溝５１ｆの側面５１ｋは、送風機カバーの主面に対して平行な面を呈している。更に、ネジ山５４ａの＋Ｒ側の端部は、ネジ溝５１ｆの側壁から離間している。これらのことにより、駆動軸５４を送風機カバー５１に螺合させても、ネジ山５４ａとネジ溝５１ｆとの間には充分な間隙が確保される。

この間隙が、水分を外部に排水させるための風路として機能する。具体的には、使用状況下に於いて、ネジ山５４ａとネジ溝５１ｆとの間に水分が進入したとしても、この風路を風が通過することで、水は遮蔽装置５０の外部に排出される。よって、この水分が凍結することで駆動軸５４が動かなくなる不具合が抑制される。尚、ネジ溝５１ｆの−Ｒ側の端部と、ネジ山の−Ｒ側の端部が接触することで、上記の螺合が実現されている。このように、駆動軸５４と送風機カバー５１との間に所定の間隙を形成することで、両者の螺合は緩くなる。しかしながら、図１を参照して上記したように、支持基体５２のガイドピン５６が送風機カバー５１の支持孔５１ｂに挿入されていることで、送風機カバー５１は安置して支持基体５２により支持されている。

図２（Ｂ）を参照して、送風機カバー５１の肉厚部５１ｈには、肉厚部５１ｈを部分的に非連続とした非連続部５１ｉが設けられている。非連続部５１ｉは、ネジ孔５１ｃを囲むように円環状に形成された肉厚部５１ｈの、肉厚となる厚み部分を除去して形成される。また、非連続部５１ｉは、ネジ溝５１ｆが主面部５１ｄの上面側で終端する部分の肉厚部５１ｈに形成されている。更に、非連続部５１ｉに面する肉厚部５１ｈの側面５１ｍは、平面視でネジ孔５１ｃの接線方向から傾斜する傾斜面となっている。本形態では、対向して設けられる２つのネジ溝５１ｆの各々に非連続部５１ｉが形成される。

側面５１ｍが傾斜面を呈することで、図１に示すネジ山５４ａの終端部と、送風機カバー５１の側面５１ｍとが点接触するので、ネジ山５４ａに付着した水分を、この側面５１ｍを経由して良好に外部に排水し得る。

ここで、本形態の側面５１ｍは半径方向外側に面しているが、回転方向内側を面するようにしてもよい。かかる構成によっても、ネジ山５４ａの終端部と点接触することで排水を良好とする効果が得られる。

更に、上記した肉厚部５１ｈ、非連続部５１ｉおよび側面５１ｍと同様の構成を、送風機カバー５１の主面部５１ｄの内側（下面）に設けても良い。これにより、上記した排水の効果がより顕著となる。

ここで、上記説明では、非連続部５１ｉは、肉厚となる厚み部分を全て除去して形成されたが、肉厚となる厚み部分の一部を除去することで非連続部５１ｉを形成しても良い。この場合は、非連続部５１ｉは、肉厚部５１ｈの他の部分よりも一段下がった凹形状となる。

更に、ネジ孔５１ｃに面する部分の肉厚部５１ｈを部分的に貫通除去して切り欠き部５１ｇが設けられている。切り欠き部５１ｇは、ネジ溝５１ｆが形成される部分を避けた、対向する肉厚部５１ｈに設けられている。このように、肉厚部を貫通する切り欠き部５１ｇを設けることで、駆動軸５４に付着した水分を、送風機カバー５１の上面側から下面側に排水させ、この水分が氷結することで駆動軸５４の動作が阻害されることが抑制される。

図２（Ｃ）を参照して、上記したように、肉厚部５１ｈを部分的に貫通除去した切り欠き部５１ｇに対応して、環状支持部５２ｃが形成されている。即ち、切り欠き部５１ｇと環状支持部５２ｃとは平面視で重畳している。遮蔽装置５０による遮蔽を実現させるために、駆動軸５４を回転させて送風機カバー５１を下降させると、送風機カバー５１の側面部５１ｅの下端が枠部５２ａに当接する。これにより送風機カバー５１による遮断が実現させる。この際、環状支持部５２ｃの上面は肉厚部５１ｈの下端と当接する。これにより、切り欠き部５１ｇを経由して送風機カバー５１の内部空間と外部とが連通することはないので、切り欠き部５１ｇにより上記の遮断が阻害されることはない。

図３を参照して、上記した遮蔽装置５０の動作を説明する。図３（Ａ）は閉じた状態（遮断状態）の遮蔽装置５０を示す斜視図であり、図３（Ｂ）はこの状態の遮蔽装置５０を示す断面図である。図３（Ｃ）は開いた状態の遮蔽装置５０を示す斜視図であり、図３（Ｄ）はこの状態の遮蔽装置を示す断面図である。

図３（Ａ）および図３（Ｂ）を参照して、ここでは、遮蔽装置５０の送風機カバー５１の側面部５１ｅが、支持基体５２に当接することで、両者の間隙が無くなり遮蔽の効果が生じている。遮蔽装置５０の連通状態から遮蔽状態への移行は、駆動軸５４の回転で実現される。即ち、遮蔽装置５０の送風機カバー５１と支持基体５２とが離間した状態で、駆動軸５４を反時計回りに回転させると、駆動軸５４のネジ山５４ａと、送風機カバー５１のネジ孔５１ｃに設けられたネジ溝とが螺合した状態で、送風機カバー５１が支持基体５２側に移動する。そして、送風機カバー５１の側面部５１ｅが支持基体５２に接触することで、送風機カバー５１に囲まれる空間が外部から遮蔽される。これにより、図７に示す送り口１３ａが遮蔽装置５０により塞がれ、冷却室１３と冷蔵室供給風路１４ａとが非連続となり、除霜時の暖気の漏れが抑制される。

図３（Ｃ）および図３（Ｄ）を参照して、遮蔽装置５０の送風機カバー５１が支持基体５２から離間することで両者の間に間隙が形成されて連通状態となる。遮蔽状態から連通状態への移行は、駆動軸５４を時計回りに回転させ、送風機カバー５１を支持基体５２から離間する方向（Ｚ方向）に移動させることで行われる。これにより、送風機カバー５１の側面部５１ｅと、支持基体５２の枠部５２ａとの間に間隙が形成され、この間隙を介して送風機カバー５１の内部の空間と外部とが連通する。そして、この状態でファン３７が回転することにより、送風機カバー５１と支持基体５２との間に形成された間隙を経由して外部に送られる。尚、図３（Ｃ）では、送風機カバー５１と支持基体５２との間から供給される冷気の経路を矢印で示している。これにより、図７に示す送り口１３ａで、遮蔽装置５０による遮断が解除され、冷却室１３と冷蔵室供給風路１４ａとが連続し、冷却室１３から風路に冷気を供給することが可能となる。

＜第２の実施の形態：冷蔵庫の構成＞
本発明の実施形態に係る冷蔵庫の構造を図面に基づき詳細に説明する。

図４は、本発明の実施形態に係る冷蔵庫１の概略構造を示す正面外観図である。図４に示すように、本実施形態に係る冷蔵庫１は、本体としての断熱箱体２を備え、この断熱箱体２の内部に食品等を貯蔵する貯蔵室を形成している。貯蔵室の内部は、保存温度や用途に応じて複数の冷蔵室３〜７に区分されおり、最上段が冷蔵室３、その下段左側が製氷室４で右側が上段冷凍室５、更にその下段が下段冷凍室６、そして最下段が野菜室７である。尚、製氷室４、上段冷凍室５及び下段冷凍室６は、何れも冷凍温度域の収納室であり、以下の説明ではこれらを製氷室等と総称することもある。

断熱箱体２の前面は開口しており、前記冷蔵室３〜７に対応した前記開口には、各々断熱扉８〜１２が開閉自在に設けられている。断熱扉８ａ、８ｂは、冷蔵室３の前面を分割して塞ぐもので、断熱扉８ａの左上下部及び断熱扉８ｂの右上下部が断熱箱体２に回転自在に支持されている。また、断熱扉９〜１２は、各々収納容器と一体的に組み合わされ、冷蔵庫１の前方に引出自在に、断熱箱体２に支持されている。

図５は、冷蔵庫１の概略構造を示す側面断面図である。冷蔵庫１の本体である断熱箱体２は、前面が開口する鋼板製の外箱２ａと、外箱２ａ内に間隙を持たせて配設され、前面が開口する合成樹脂製の内箱２ｂと、外箱２ａと内箱２ｂとの間隙に充填発泡された発泡ポリウレタン製の断熱材２ｃと、から構成されている。尚、断熱扉８〜１２も、断熱箱体２と同様の断熱構造を採用している。

冷蔵室３と、その下段に位置する製氷室４〜６との間は、断熱仕切壁２８によって仕切られている。製氷室４〜６の内部の製氷室４と上段冷凍室５との間は、仕切壁（図面に表れない）によって仕切られている。また、製氷室４及び上段冷凍室５と、その下段に設けられた下段冷凍室６との間は、冷気が流通自在に連通している。そして、製氷室４〜６と野菜室７との間は、断熱仕切壁２９によって区分けされている。

冷蔵室３の背面には、合成樹脂製の仕切体４５で区画され、冷蔵室３へと冷気を供給する供給風路としての冷蔵室供給風路１４が形成されている。冷蔵室供給風路１４には、冷蔵室３に冷気を流す吹出口１７が形成されている。また、冷蔵室供給風路１４には、冷蔵室ダンパ２５が設けられている。冷蔵室ダンパ２５は、モータ等によって駆動される開閉自在なダンパであり、冷蔵室３に供給する冷気の流量を制御して、冷蔵室３内部の温度を適切に維持するためのものである。

製氷室４〜６の奥側には、冷却器３２で冷却された冷気を製氷室４〜６へと流す冷凍室供給風路１５が形成されている。冷凍室供給風路１５の更に奥側には、冷却室１３が形成されており、その内部には、庫内を循環する空気を冷却するための冷却器３２（蒸発器）が配置されている。

冷却器３２は、圧縮器３１、放熱器（図示せず）、膨張弁（キャピラリーチューブ）（図示せず）に冷媒配管を介して接続されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル回路を構成するものである。尚、本実施形態に係る冷蔵庫１では、前記冷凍サイクルの冷媒として、イソブタン（Ｒ６００ａ）を用いている。

また、冷蔵庫１は、冷蔵室３内部の温度を検出する冷蔵室温度センサ５５、製氷室４〜６内部の温度を検出する冷凍室温度センサ５３、その他図示しない各種センサ類を備えている。

また更に、冷蔵庫１は、図示しない制御装置を備えており、該制御装置は、前記センサ類からの入力値を基に所定の演算処理を実行し、圧縮器３１、送風機３５、遮蔽装置５０、冷蔵室ダンパ２５等の各構成機器を制御する。

図６は、冷蔵庫１の供給風路の概略構成を示す正面略図である。冷蔵室３へと冷気を供給する冷蔵室供給風路１４は、冷蔵室３の中央部において冷気を最上部へと送り、その後に両脇から下降させるように構成されている。これにより、冷蔵室３の内部全体に効率的に冷気を供給することができる。

冷蔵庫１は、冷蔵室３から冷却室１３へと空気を流す帰還風路２０を備えている。冷蔵室３の下部には、帰還風路２０につながる開口である戻り口２２が形成されている。冷蔵室３内の空気は、戻り口２２を介して帰還風路２０へと流れ、冷却器３２の下方へと流れる。

また、帰還風路２０の前方には、冷却器３２で冷却された空気を野菜室７へと流す野菜室供給風路１６が形成されている。野菜室供給風路１６は、冷凍室供給風路１５から上方に分岐して、製氷室４〜６の上方の断熱仕切壁２８（図５参照）の内部を経由して下方に向きを変え、製氷室４〜６の奥を通過している。そして、断熱仕切壁２９（図５参照）を貫通して野菜室７へとつながっている。野菜室７には、野菜室供給風路１６から冷気を吹き出す開口である吹出口１９が形成されている。

野菜室供給風路１６には、野菜室７に供給する冷気の流れを制御する野菜室ダンパ２６が設けられている。これにより、冷蔵室３の冷却とは独立して野菜室７の冷却を行うことができ、野菜室７の温度を適切に制御することができる。

尚、野菜室供給風路１６を、冷凍室供給風路１５の側方または下方から分岐するよう構成しても良い。これにより、野菜室供給風路１６を短くすることができ、圧力損失を低減することができる。

また、野菜室供給風路１６を冷蔵室３からの冷気を戻す帰還風路２０に接続することもできる。このように、野菜室供給風路１６を帰還風路２０から分岐するよう構成することにより、野菜室ダンパ２６を省略して低コスト化を図ることができる。

野菜室７には、戻り口２４が形成されており、野菜室７内の空気は、戻り口２４から野菜室帰還風路２１及び戻り口１３ｂを経由して冷却室１３の下部へと流れる。

図７は、冷蔵庫１の冷却室１３付近の構造を示す側面断面図である。冷却室１３は、断熱箱体２の内部で、冷凍室供給風路１５の奥側に設けられている。冷却室１３と、冷凍室供給風路１５または製氷室４〜６との間は、合成樹脂製の仕切体４６によって仕切られている。即ち、冷却室１３は、内箱２ｂと仕切体４６とによって挟まれて形成された空間である。

冷却室１３の前方に形成される冷凍室供給風路１５は、仕切体４６とその前方に組み付けられる合成樹脂製の前面カバー４７との間に形成された空間であり、冷却器３２で冷却された冷気を流す風路となる。前面カバー４７には、製氷室４〜６に冷気を吹き出す開口である吹出口１８が形成されている。

下段冷凍室６の下部背面には、製氷室４〜６から冷却室１３へと空気を戻す戻り口２３が形成されている。そして、冷却室１３の下方には、前記戻り口２３につながり、貯蔵室からの帰還冷気を冷却室１３の内部へと吸入する、戻り口１３ｂが形成されている。

また、冷却器３２の下方には、冷却器３２に付着した霜を融かして除去する除霜手段として、除霜ヒータ３３が設けられている。除霜ヒータ３３は、電気抵抗加熱式のヒータである。尚、除霜手段として、例えば、電気ヒータを利用しないオフサイクルデフロストや、ホットガスデフロスト等のその他の除霜方式を採用することも可能である。

冷却室１３上部の仕切体４６には、冷蔵室３〜７につながる開口である送り口１３ａが形成されている。即ち、送り口１３ａは、冷却器３２で冷却された冷気を流す開口であり、冷却室１３と、冷蔵室供給風路１４、冷凍室供給風路１５及び野菜室供給風路１６（図６参照）とを連通させる。送り口１３ａには、製氷室４〜６等に冷気を送り出す送風機３５が配設されている。

送風機３５は、回転式のファン３７（プロペラファン）と、略円筒形状の開口である風洞３６ａが形成されたケーシング３６と、を備えた軸流送風機である。ケーシング３６は、冷却室１３の送り口１３ａに取り付けられており、送風機３５の吸入側と吐出側との境界になる部品である。

そして、ケーシング３６には、風洞３６ａと同軸に、ファン３７が配設されている。尚、ファン３７の吐出側端部は、風洞３６ａの吐出側端部、即ちケーシング３６の吐出側端面より外側、即ち吐出側若しくは冷凍室供給風路１５側、になるように配設されている。これにより、ファン３７の回転半径方向に流れ出る吐出空気の流れ抵抗が小さくなり、少ない流動損失で冷気を送り出すことができる。

また、冷却室１３の送り口１３ａの外側、即ち送風機３５の吐出側には、送り口１３ａを塞ぐための送風機カバー５１を備えた遮蔽装置５０が設けられている。遮蔽装置５０は、その支持基体５２が、例えば、送風機３５のケーシング３６に密着するよう取り付けられる。

送風機カバー５１は、概略的に蓋形状を呈している。これにより、送風機カバー５１は、ケーシング３６よりも吐出側に突き出したファン３７と接触することなく、風洞３６ａの外側で支持基体５２に当接し、送り口１３ａを塞ぐことができる。

ここで、図８（Ａ）ないし図８（Ｃ）を参照して、送風機３５周りの空気流れについて、更に詳しく説明する。図８（Ａ）ないし図８（Ｃ）は、送風機３５としての軸流送風機周りの空気流れを解析した結果を示す説明図である。図８（Ａ）は、吐出側と吸入側との圧力差が１２Ｐａ、図８（Ｂ）は、同圧力差が４Ｐａ、図８（Ｃ）は、同圧力差が２Ｐａという条件における解析結果である。

図８（Ａ）ないし図８（Ｃ）において、符号Ｖは、支持基体５２の枠部５２ａの表面（図６参照）における風速ベクトル分布である。尚、支持基体５２をケーシング３６に取り付けない場合、符号Ｖは、ケーシング３６の吐出側端面における風速ベクトル分布に相当する。また、符号Ｖ１は、吸入側（紙面右側）にある面Ｓ１における風速ベクトル分布を表し、符合Ｖ２は、吐出側（紙面左側）にある面Ｓ２における風速ベクトル分布を表している。各風速ベクトルＶ、Ｖ１、Ｖ２は、矢印の方向を各流れの方向とし、矢印の長さを各流れの速さに比例する長さとして表現されている。尚、各図において、ファン３７の上下に描かれた横線Ｍは、計算上使用したものであって、解析結果の説明には用いないので無視してよい。

図８（Ｃ）に示すように、送風機３５の吐出側と吸入側との圧力差が２Ｐａの場合には、送風機３５の吐出側における風速ベクトルＶは、図の上下方向にやや斜めではあるが、略左側を向いていることが分かる。また、吐出側の面Ｓ２における風速ベクトルＶ２も、左側に突き出ている。即ち、圧力差２Ｐａの条件においては、送風機３５吐出側の空気流れは、ファン３７の回転軸方向Ｚの速度が大きく、回転半径方向Ｒの速度が小さいことが分かる。換言すれば、送風機３５によって吐出された空気は、主に、送風機３５の前方へと流れて行く。

ところが、図８（Ｂ）に示すように、送風機３５の吐出側と吸入側との圧力差が４Ｐａになると、送風機３５吐出側における風速ベクトルＶは、図の上下方向への広がりがやや大きくなり、吐出側の面Ｓ２における風速ベクトルＶ２は短くなっている。即ち、圧力差が４Ｐａ程度に大きくなると、送風機３５吐出側の空気流れは、ファン３７の回転半径方向Ｒの速度が大きくなってくる。

更に、図８（Ａ）に示すように、圧力差が更に大きくなり１２Ｐａになると、送風機３５の吐出側における風速ベクトルＶは、図の略上下方向を向くようになる。また、吐出側の面Ｓ２における風速ベクトルＶ２は、非常に短くなっている。即ち、圧力差が１２Ｐａの条件では、送風機３５から吐出された空気の流れは、ファン３７の回転軸方向Ｚの速度が非常に小さく、回転半径方向Ｒの速度が大きくなることが分かる。換言すれば、送風機３５から吐出された空気は、送風機３５の前方、即ちＺ方向、に向かって流れずに、回転半径方向Ｒに向かって流れ出ることになる。

尚、図８（Ａ）ないし図８（Ｃ）何れの条件においても、送風機３５吐出側の空気流れは、ファン３７の回転軸を中心とした旋回流を形成している。

以上、送風機３５としての軸流送風機の特性について説明したが、本実施形態に係る冷蔵庫１のように、閉回路内で冷気を強制循環させる冷蔵庫においては、送風機３５の吐出側と吸入側との圧力差は１０〜１２Ｐａ程度である。つまり、図８（Ａ）に示すように、送風機３５によって吐出された冷気は、送風機３５のファン３７回転半径方向Ｒに広がって流れる。

そこで、本実施形態に係る送風機カバー５１は、製氷室４〜６を冷却する際、冷却室１３から離れるように移動し、送風機カバー５１と冷却室１３との間に、冷気が流れるための開口を形成する。そのため、前述の通り、回転半径方向Ｒの流れ速度が大きい送風機３５からの吐出空気は、ケーシング３６や仕切体４６に沿うように、前記開口を通じて、非常に小さい流動抵抗で、冷凍室供給風路１５（及び冷蔵室供給風路１４）内へと流れ出る。

このとき、送風機３５から前面方向へと流れる空気は、図８（Ａ）に示すように、当初から非常に少ないので、冷却室１３から離れるように移動した送風機カバー５１が風路抵抗へ及ぼす影響は、非常に小さなものとなる。

また、図３（Ｃ）に示す、支持基体５２の主面と送風機カバー５１の送風機３５側端面との距離Ｘ、即ち空気流路となる開口を形成する距離Ｘは、送風機カバー５１による圧力損失を増大させないために、所定の長さを確保する必要がある。具体的には、距離Ｘは、３０ｍｍ以上、更に好ましくは、５０ｍｍ以上確保すべきである。距離Ｘが３０ｍｍより短くなると、送風機カバー５１による流動損失が大きくなり、従来技術のダンパ等を利用する場合に比べて、圧力損失を小さく抑えることが困難になる。

他方、距離Ｘを５０ｍｍ以上確保すれば、送風機カバー５１を追加することによる圧力損失の増大は殆どなくなる。図８（Ａ）を参照して簡単に説明すると、図に示す吐出側の面Ｓ３は、距離Ｘ（図３（Ｃ）参照）が５０ｍｍに相当する位置にある。尚、面Ｓ２は、距離Ｘが８０ｍｍの位置にある。同図より、面Ｓ３の位置まで、即ち距離Ｘが５０ｍｍの位置まで、開口を確保すれば、殆どの空気流れは妨げられずに該開口を通過可能なことが分かる。

＜第３の実施の形態：冷蔵庫の動作＞
次に、上記した各図を再び参照して、以上説明の構成を備えた冷蔵庫１の動作について説明する。

先ず、冷蔵室３を冷却する運転について説明する。図５に示すように、圧縮器３１を運転し、冷蔵室ダンパ２５を開き、送風機３５を運転することにより、冷蔵室３の冷却を行うことができる。即ち、冷却器３２によって冷却された空気は、冷却室１３の送り口１３ａ（送風機３５）、冷蔵室ダンパ２５、冷蔵室供給風路１４及び吹出口１７を順次通過し、冷蔵室３へと供給される。これにより、冷蔵室３の内部に貯蔵された食品等を適切な温度で冷却保存することができる。

この時、図７を参照して、遮蔽装置５０は開放状態となっており、冷却室１３と冷蔵室供給風路１４ａとは連通状態となっている。即ち、遮蔽装置５０は図３（Ｃ）に示すように、送風機カバー５１と支持基体５２とが離間しており、両者の間隙から冷却された空気が冷蔵室３に供給されている。

そして、冷蔵室３の内部に供給された循環冷気は、図６に示すように、戻り口２２から帰還風路２０を経由して冷却室１３の内部へと戻る。そこで、再び冷却器３２によって冷却されることになる。

次に、製氷室４〜６を冷却する運転について説明する。図５に示すように、圧縮器３１を運転し、送風機３５を運転し、送風機カバー５１を開くことにより、製氷室４〜６の冷却を行うことができる。詳しくは、送風機カバー５１は、図３（Ｃ）の如く支持基体５２から離れた状態となる。これにより、冷却器３２によって冷却された空気は、冷却室１３の送り口１３ａに配設された送風機３５によって送り出され、冷凍室供給風路１５及び吹出口１８を順次通過し、製氷室４〜６へと供給される。

その結果、製氷室４〜６の内部に貯蔵された食品等を適切な温度で冷却保存することができる。そして、製氷室４〜６内部の空気は、下段冷凍室６の奥に形成された戻り口２３を通り、冷却室１３の戻り口１３ｂを介して、冷却室１３の内部へと流れる。

次に、野菜室７への冷気の供給について説明する。送風機３５によって冷凍室供給風路１５に送り出された空気の一部は、野菜室ダンパ２６を開くことにより図６に示す野菜室供給風路１６へと流れ、吹出口１９から野菜室７へと吐出される。これにより、野菜室７内を冷却することができる。そして、野菜室７を循環した冷気は、図６に示す戻り口２４から野菜室帰還風路２１及び戻り口１３ｂを順次経て、冷却室１３へと戻される。

以上説明の通り、冷蔵庫１では、一つの冷却器３２で冷却された冷気を冷蔵室３〜７に夫々独立して、少ない圧力損失で効率良く供給することができる。これにより、冷蔵室３及び製氷室４〜６を各々の冷却負荷に応じて好適に冷却することができるようになる。

また、冷蔵庫１では冷蔵専用の冷却器を必要としないので、冷蔵室３を広くできる。また、冷気を供給すべき貯蔵室の目標保冷温度に応じて冷却器３２による冷却温度（冷媒の蒸発温度）を調整することにより、冷凍サイクルの効率を更に向上させることができる。

次に、除霜運転時の動作について説明する。図５を参照して、冷却運転を継続すると、冷却器３２の空気側伝熱面に霜が付着し、伝熱を妨げ、空気流路を塞ぐことになる。そこで、冷媒蒸発温度の低下等から着霜を判断し、或いは除霜タイマー等によって判断し、冷却器３２に付着した霜を取るための除霜冷却運転または除霜運転を開始する。

先ず、冷却器３２に付着した霜の潜熱を利用して冷蔵室３の冷却を行う除霜冷却運転について説明する。除霜冷却運転を行う場合、圧縮器３１の運転を停止し、図３（Ｃ）に示すように、送風機カバー５１を開いた状態にする。その後、冷蔵室ダンパ２５を開き、送風機３５を運転する。

これにより、冷蔵室３と冷却室１３との間で空気を循環させ、該循環空気によって冷却器３２に付着した霜を融かすことができる。即ち、除霜ヒータ３３による加熱を行うことなく除霜を行うことができる。同時に、圧縮器３１を運転することなく霜の融解熱を利用して冷蔵室３の冷却を行うことができる。

つまり、除霜のためのヒータ入力、及び冷却のための圧縮器入力を削減でき、冷蔵庫１の消費電力を少なくして総合的な冷却効率を高めることができる。また、除霜によって湿度の高い冷気を冷蔵室３に供給することができるので、そこに貯蔵される食品等の乾燥を防止し、鮮度を保持する効果を高めることができる。尚、冷凍室供給風路１５を経由せずに野菜室７へと冷気を供給する供給風路を設けることにより、野菜室７についても、除霜潜熱による冷却及び水分補給が可能となる。

この際、図５を参照して、水分を多く含む冷気が遮蔽装置５０を通過するので、遮蔽装置５０に多量の水が付着する場合がある。しかしながら、図１等を参照して上記したように、本形態の遮蔽装置５０では付着した水分を排水するための様々な構造を備えているので、この水分に起因して駆動軸５４の動作が阻害されることはない。即ち、図１および図２を参照して、送風機カバー５１と駆動軸５４との間に水分が進入したとしても、両者の間には風路が確保されているので、この風路を空気が通過することで排水が良好に行われる。

ここで、前述の除霜冷却運転は、冷却器３２に着霜したと判断し且つ冷蔵室３の温度が所定の値よりも高い場合に行う。冷却器３２の着霜を検出しても、冷蔵室３の温度が所定の値よりも低い場合には、冷蔵室３の冷却は不要であるので、除霜冷却運転を行わず、除霜ヒータ３３を利用した通常の除霜運転を行う。

通常の除霜運転を以下に説明する。この場合では、圧縮器３１を停止し、除霜ヒータ３３に通電し、冷却器３２に付着した霜を融かす。この際、送風機カバー５１で送り口１３ａを塞ぎ、冷蔵室ダンパ２５を閉じる。即ち、図３（Ａ）を参照して、遮蔽装置５０は駆動軸５４を回転させることで遮蔽状態となる。これにより、除霜ヒータ３３によって暖められた冷却室１３内の空気が冷蔵室供給風路１４等へと流れ出ることを防止できる。その結果、冷蔵庫１の冷却効率を向上させることができる。

また、冷却器３２の霜取りが完了すると、除霜ヒータ３３の通電を止め、圧縮器３１を起動し、冷凍回路による冷却を開始する。そして、冷却器３２及び冷却室１３が所定の温度まで冷却されたことを検出した後、或いはタイマー等で所定の時間が経過した後、送風機カバー５１および冷蔵室ダンパ２５を開き、送風機３５の運転を開始する。これにより、除霜熱による影響を出来るだけ小さく抑え、冷却運転を再開することができる。

次に、図５を参照して、エアカーテンを形成する運転について説明する。断熱扉８の開状態を検出すると、冷蔵室ダンパ２５を開き、送風機３５を運転する。これにより、冷蔵室３の上面前部に形成された吹出口１７から下方に向かって冷気が吹き出され、冷蔵室３の前面開口にエアカーテンが形成される。

また、冷蔵室３の上面前部の吹出口１７に開度調整可能なフラップ（図示せず）を設けても良い。フラップを設けてその角度（開度）を調節することにより、冷蔵室３の内部から庫外に冷気が漏れることを防止するための好適なエアカーテンを形成することができる。また更に、断熱扉８が閉じてから所定の時間、送風機３５の運転を継続し、前記フラップをスイングさせても良い。これにより、断熱扉８を開いたことによって暖められた冷蔵室３の内部、特に断熱扉８の内側の収納ポケットを効率良く冷却することができる。

以上説明の通り、本実施形態に係る冷蔵庫１では、霜取り中に、送風機カバー５１で冷却室１３の送り口１３ａを塞ぐので、霜取り時の暖気が貯蔵室に流れ込むことを防止することができる。

また、本実施形態に係る送風機カバー５１は、冷却室１３の送り口１３ａ外側、即ち送風機３５の吐出側、に取り付けられるので、風路形状が異なる他の機種の冷蔵庫に対しても、共通して利用することができる。その場合、送風機カバー５１と送風機３５とを、一体的に組み立てた一つの構成部品として、採用することもできる。これにより、どのような風路構成であっても除霜暖気漏れを防止できるので、冷却風路の設計自由度が増し、風路設計を容易に行うことができるようになる。その結果、冷却風路やダンパの開発コスト及び生産コストを削減することができる。

更に本形態では、図１および図２を参照して上記したように、冷蔵庫の使用状況下にて遮蔽装置５０に水や氷が付着したとしても、ネジ山５４ａの傾斜構造によりこの水等は良好に除去される。よって、送風機カバー５１に付着した水分により、その動作が阻害されることが抑制されている。

１ 冷蔵庫
２ 断熱箱体
２ａ 外箱
２ｂ 内箱
２ｃ 断熱材
３ 冷蔵室
４ 製氷室
５ 上段冷凍室
６ 下段冷凍室
７ 野菜室
８，８ａ，８ｂ 断熱扉
９ 断熱扉
１０ 断熱扉
１１ 断熱扉
１２ 断熱扉
１３ 冷却室
１３ａ 送り口
１３ｂ 戻り口
１４ 冷蔵室供給風路
１４ａ 冷蔵室供給風路
１５ 冷凍室供給風路
１６ 野菜室供給風路
１７ 吹出口
１８ 吹出口
１９ 吹出口
２０ 帰還風路
２１ 野菜室帰還風路
２２ 戻り口
２３ 戻り口
２４ 戻り口
２５ 冷蔵室ダンパ
２６ 野菜室ダンパ
２８ 断熱仕切壁
２９ 断熱仕切壁
３１ 圧縮器
３２ 冷却器
３３ 除霜ヒータ
３５ 送風機
３６ ケーシング
３６ａ 風洞
３７ ファン
４５ 仕切体
４６ 仕切体
４７ 前面カバー
５０ 遮蔽装置
５１ 送風機カバー
５１ｂ 支持孔
５１ｃ ネジ孔
５１ｄ 主面部
５１ｅ 側面部
５１ｆ ネジ溝
５１ｇ 切り欠き部
５１ｈ 肉厚部
５１ｉ 非連続部
５１ｋ 側面
５１ｍ 非連続部
５２ 支持基体
５２ａ 枠部
５２ｂ 支持フレーム
５２ｃ 環状支持部
５２ｄ 軸支持部
５２ｅ 孔部
５３ 冷凍室温度センサ
５４ 駆動軸
５４ａ ネジ山
５４ｂ 側面
５５ 冷蔵室温度センサ
５６ ガイドピン

Claims (7)

1. 冷蔵庫内で流通する空気の経路を塞ぐ遮蔽装置であり、
   ネジ溝が形成されたネジ孔と、支持孔と、を有する送風機カバーと、
   前記ネジ溝に螺合するネジ山が形成されて前記ネジ孔を貫通する駆動軸と、
   前記送風機カバーの前記支持孔を摺動可能に隙間なく貫通する円柱状のガイドピンと、を備え、
   前記駆動軸の前記ネジ山と前記送風機カバーの前記ネジ溝との間に、前記送風機カバーの内部から外部へ空気が流通する風路を設けることを特徴とする遮蔽装置。
2. 前記駆動軸の前記ネジ山の側面は、前記送風機カバーの前記ネジ溝に対して、半径方向外側の方が内側よりも離間する傾斜形状であり、
   前記駆動軸の前記ネジ山の側面と、前記送風機カバーの前記ネジ溝との間に、前記風路を設けることを特徴とする請求項１に記載の遮蔽装置。
3. 前記ネジ孔に面する前記送風機カバーの一部を切り欠いて、切り欠き部を設け、
   前記切り欠き部が前記風路の一部となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮蔽装置。
4. 前記送風機カバーが前記経路を塞ぐ際に、前記切り欠き部に当接して前記風路を塞ぐ支持部を更に有することを特徴とする請求項３に記載の遮蔽装置。
5. 前記ネジ孔を囲む部分の前記送風機カバーを環状に肉厚にした肉厚部を更に有し、
   前記ネジ溝が終端する部分にて前記肉厚部を除去した非連続部を設けることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の遮蔽装置。
6. 前記送風機カバーの厚み方向の長さよりも、前記ガイドピンの方が長いことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の遮蔽装置。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の遮蔽装置を備えた冷蔵庫。
   

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