JP2006082604A

JP2006082604A - 車両用冷蔵庫

Info

Publication number: JP2006082604A
Application number: JP2004266933A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Nakamura; 安伸中村
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】冷蔵庫使用時に冷却性能を維持しつつ、車室内空調の性能悪化を防ぐ車両用冷蔵庫を提供する。
【解決手段】冷蔵室Ａ内に設置され冷蔵室に収納された被冷却物Ｃの重量を検知する重量検知手段１６を設け、制御手段は、重量検知手段１６の検知情報に基づいて冷蔵用蒸発器１９への冷媒供給量を制御することを特徴とする。
冷蔵庫は常に満杯で使われるとは限らないので、被冷却物の重量に対応した冷却能力となるように冷蔵用蒸発器への冷媒供給を可変することにより、冷蔵庫使用時の車室内空調への影響を必要最小限とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車室内で缶ジュースなどを冷やして保管する車両用冷蔵庫に関する。

従来、車両用空調装置などの冷凍サイクルを利用して、車室内冷房用蒸発器への冷媒供給を間欠的に短時間遮断して、その短時間の間に冷凍サイクルの冷媒を同じく車室内のケース中に設けた冷蔵用蒸発器に間欠的に流すことにより、ケース内の缶ジュース等を冷却して保管する車両用冷蔵庫がある。

しかし、上記のように冷蔵庫使用時には車室内冷房蒸発器への冷媒供給が間欠的に短時間遮断されることにより、車室空調のフィーリングやクールダウン性能に影響を与えるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷蔵庫使用時に冷却性能を維持しつつ、車室内空調の性能悪化を極力防ぐ車両用冷蔵庫を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、冷蔵室内に設置され冷蔵室に収納された被冷却物の重量を検知する重量検知手段を設け、制御手段は、重量検知手段の検知情報に基づいて冷蔵用蒸発器への冷媒供給量を制御することを特徴とする。

冷蔵庫は常に満杯で使われるとは限らないので、被冷却物の重量に対応した冷却能力となるように冷蔵用蒸発器への冷媒供給を可変することにより、冷蔵庫使用時の車室内空調への影響を必要最小限とすることができる。

請求項２記載の発明では、制御手段は、重量検知手段で被冷却物の重量の増減を検知して、冷蔵用蒸発器への冷媒供給量を増減させることを特徴とする。

これにより、被冷却物の重量が増減したら、それに対応した冷却能力となるように冷蔵用蒸発器への冷媒供給量を増減させることにより、冷蔵庫使用時の車室内空調への影響を必要最小限とすることができる。

請求項３記載の発明では、制御手段は、冷蔵蒸発器への冷媒供給間隔を可変して冷媒供給量を制御することを特徴とする。

これにより、被冷却物の重量変化に対応した冷却能力となるように冷蔵用蒸発器への冷媒供給量を可変することができる。

次に、本発明の実施形態を、図面に基づき説明する。

図１は車両冷蔵庫１０の断面図であり、本発明による車両冷蔵庫の具体的な構成を例示するものである。この車両用冷蔵庫１０は、車室内で被冷却物Ｃとして缶ジュース等を冷やしたりするもので、例えば、ワゴン車などの車両で、車室前部の計器盤下方やコンソールボックス付近に取り付けられ、一般的には缶ジュースが６本程度収容できる容積の冷蔵室Ａを持っている。

ケース１１は、ポリエチレン又はポリプロピレン等からなる２重の樹脂部材１１ａ、１１ｂを用いた、いわゆる２重壁構造を有している。さらに、断熱性向上のために２重壁間には硬質ポリウレタンなどの断熱材１１ｃを注入してある。これと同様に２重壁構造と硬質ポリウレタンなどの断熱材とを組み合わせたドア１２が、ケース１１に開閉自在に連結されている。また、ドア１２の周縁部には、図示しない磁石を内蔵したゴム部材がコの字状に固定されており、このゴム部材はケース１１の開口端面に固定された図示しない鉄板と磁力にて確実に吸着固定されるようになっている。

ケース１１は、仕切り板１３によって被冷却物Ｃを収納する冷蔵室Ａと、冷蔵室Ａ内の空気を冷却して循環させる冷却室Ｂとに区画されている。

冷蔵室Ａの底部には、被冷却物Ｃを載置するトレイ４が収容されている。トレイ１４はばねなどの弾性部材１５に支持されてケース１１の底面１１ｄと隙間を隔てて配置されており、この隙間に設けたウエイトセンサ１６によってトレイ１４に載置された被冷却物Ｃの重量を検知できるようになっている。ウエイトセンサとしては特に限定されるものでなく、マグネスケールなどの周知のものを使用することができる。

また、冷却室Ｂには送風機２０が配置され、その吐出側に冷蔵用蒸発器１９が配置されており、仕切り板１３に開口している通気口１３ａ、１３ｂを介して冷蔵室Ａに連通している。冷蔵室Ａ内の空気は、通気口１３ａから送風機２０に吸入され冷蔵用蒸発器１９で冷却された後、通気口１３ｂを通って冷蔵室Ａへ吐出される。

冷却室Ｂ内に収容される冷蔵用蒸発器１９は、蛇行状に屈曲された一連の多穴扁平チューブで構成され、その両端には図示しない冷媒入口パイプと冷媒出口パイプとが接合されている。また、冷蔵用蒸発器１９には送風機２０からの空気を効率よく冷却するようにコルゲートフィンが設けられている。

冷蔵用蒸発器１９の入口側には、冷蔵庫用減圧装置をなす定圧膨張弁１８（図２の冷凍サイクル図参照）が接続されている。定圧膨張弁１８はその下流側圧力（すなわち冷蔵用蒸発器１９側の冷媒圧力）が設定値、例えば０．０４ＭＰａ（冷媒蒸発温度−２０℃）まで低下すると開弁し、以後その設定圧力を維持するように冷媒流量を調整する。

また、冷蔵用蒸発器１９の出口側には逆止弁２１（図２の冷凍サイクル図参照）が接続されている。逆止弁２１はサクション側の冷媒配管内の冷媒圧力が定圧膨張弁１８により設定された０．０４ＭＰａ以上になった場合、冷媒が冷蔵用蒸発器１９側へ逆流するのを阻止する構造となっている。上記定圧膨張弁１８及び逆止弁２１なども全てケース１１内に収納されており、冷媒配管がケース１１の外部へ突出し、後述する図２の冷凍サイクルに接続されている。

送風機２０は、庫内空気を冷蔵室Ａ→送風機２０→冷蔵用蒸発器１９のフィン→冷蔵室Ａの経路で強制対流するものであり、シロッコファン２０ａ、ファン駆動モータ２０ｂ及び図示しないファンケーシング等からなっている。

図２は、本発明の車両用冷蔵庫１０（破線で示す）を車両空調用の冷凍サイクルと組み合わせて実施した場合における冷凍サイクルの一例を示している。

圧縮機２２は、電磁クラッチ２２ａを介して図示しない自動車エンジンの駆動軸に結合されている。また、圧縮機２２の吐出側は、凝縮器２３に接続され、凝縮器２３の吐出側はレシーバ２４に接続されている。レシーバ２４の吐出側にはエアコン用電磁弁２５、冷房用減圧装置、本例では温度作動式膨張弁２６、及びこれに接続するエアコン用蒸発器２７が設けられており、このエアコン用蒸発器２７の空気上流側には、冷房用空気の送風ファン２８が配設されいる。エアコン用蒸発器２７の冷媒吐出側は圧縮機２２の吸入側に接続されている。

一方、前述した車両用冷蔵庫１０の定圧膨張弁１８、冷蔵用蒸発器１９、逆止弁２１は、エアコン用電磁弁２５、冷房用膨張弁２６及びエアコン用蒸発器２７と並列に設けられている。逆止弁２１は、冷媒ガスを圧縮機２２の吸入側へ一方向のみ通過させるものであって、この逆止弁２１の吐出側は圧縮機２２の吸入側に接続されている。

冷房用減圧装置２６の上流側に設けられたエアコン用電磁弁２５は、エアコン用蒸発器２７側通路への冷媒を流入、遮断する。また、定圧膨張弁１８の上流側には冷蔵庫用電磁弁１７が設けられ、この冷蔵庫用電磁弁１７の開閉により冷蔵用蒸発器１９側への冷媒を流入、遮断する。

次に、本実施形態で本発明に関する部分の電気回路について説明する。

図２に示す冷凍サイクルの制御手段として、車両空調を制御するエアコンアンプ２９と、車両用冷蔵庫１０を制御する冷蔵庫用アンプ３０とがある。冷蔵庫アンプ３０へは、冷蔵庫をＯＮ・ＯＦＦさせるための冷蔵庫スイッチ３１の信号と、前述の被冷却物Ｃの重量を検知するウエイトセンサ１６の信号が入力される。また、制御するための出力としては、冷蔵庫アンプ３０からは冷蔵庫用電磁弁１７の開閉及び送風機２０の駆動信号であり、エアコンアンプ２９からはエアコン用電磁弁２５の開閉信号が出力される。その他の空調制御に関しては省略する。

次に、本実施例の作動を説明する。図３は、各弁の開閉動作を示すシーケンス図である。ここで、車両空調に関する冷凍サイクルの作動は周知であるので説明を省略する。

まず、冷蔵庫スイッチ３１で冷蔵庫がＯＦＦにされている場合、エアコン用電磁弁２５は開かれており、エアコン用蒸発器２７側通路へは冷媒が流通して車両空調を行えるが、冷蔵庫用電磁弁１７は閉じられており、冷蔵用蒸発器１９側への冷媒は遮断されている。もちろん、送風機２０も停止している。

次に、車両用空調作動中に冷蔵庫スイッチ３１をＯＮ（ＣＯＯＬ）にすると、送風機２０が駆動されるとともに、冷蔵庫用電磁弁１７がＯＮする。同時に、冷蔵庫アンプ３０のタイマー回路よりエアコンアンプ２９を介してＯＮ・ＯＦＦ信号が送られ、この信号に同期してエアコン用電磁弁２５がＯＮ・ＯＦＦ動作を始める。本例の場合、このＯＮ・ＯＦＦ信号でエアコン用電磁弁２５がＯＮする時間とＯＦＦしている時間を可変することにより、エアコン側及び冷蔵庫側への冷媒配分量を調整している。

エアコン用電磁弁２５がＯＮしているとき（図３に示すＴ１）、冷媒はエアコン用蒸発器２７に流れ、冷蔵用蒸発器１９には流れないが、エアコン用電磁弁２５がＯＦＦすると（図３に示す時間幅Ｔ２）、エアコン用蒸発器２７に冷媒が流れなくなるため、低圧側圧力が通常の０．２ＭＰａから低下し、０．０４ＭＰａまで下がったところで定圧膨張弁１８が開いて冷蔵用蒸発器１９に冷媒が流れる。

そしてまた、エアコン用電磁弁２５がＯＮして低圧側圧力が上昇すると、定圧膨張弁１８が閉じ、冷蔵用蒸発器１９内の圧力をエアコン側より低く保って庫内の温度上昇を抑える。このように、エアコン側冷凍サイクルを間欠的に遮断して、その間に冷媒蒸発圧力（温度）を低くして冷媒を冷蔵用蒸発器１９に供給することにより冷蔵用蒸発器１９で冷蔵に必要な低温を得ている。

次に、車両空調がＯＦＦされているときに冷蔵庫スイッチ３１がＯＮされて、冷蔵庫のみを単独作動させる場合は、エアコン用電磁弁２５は閉じられ、冷蔵庫用電磁弁１７が開かれる。それと同時に、冷蔵庫アンプ３０からエアコンアンプ２９にＯＮ・ＯＦＦ信号が送られ、エアコンアンプ２９からは圧縮機２２を断続運転させる継続駆動信号が出力されて、冷蔵庫が単独で作動する。

ここで、冷蔵庫の作用について詳述すると、冷媒はまず定圧膨張弁１８を通過し、この定圧膨張弁１８の絞り作用により、冷媒は設定圧の０．０４ＭＰａ以下に減圧され、冷媒の蒸発温度は−２０℃となり、冷媒は冷蔵用蒸発器１９でコルゲートフィンを介して送風空気を冷却する。この送風空気すなわち冷風は、冷蔵室Ａ→通気口１３ａ→送風機２０→冷蔵用蒸発器１９のフィン→通気口１３ｂ→冷蔵室Ａの経路で循環する。このような循環により、仕切り板１３の下方に設けた通気口１３ｂから冷風が冷蔵室Ａ内に吐出され、冷蔵室Ａ内の全体に冷風がゆきわたるようになっている。したがって、冷蔵室Ａの缶ジュースなどの被冷蔵物Ｃは強制循環する冷風により良好に冷却される。

次に、本発明の特徴部の作動を説明する。

本実施の形態では、前述したように、冷蔵室Ａ内に設けた重量検知手段により検知される被冷蔵物Ｃの重量に対応して、冷蔵庫アンプ３０は、その検知情報により冷蔵用蒸発器１９への冷媒供給時間となるＴ２を可変し、冷媒供給量を制御するようにした。

図４の冷蔵庫アンプ３０で行うフローチャートで具体的に説明すると、まず、ステップＳ１で冷蔵室Ａ内に被冷蔵物Ｃの有無を判断する。被冷蔵物ありと判断されるとステップＳ２に進み、ウエイトセンサ１６の検知情報に基づいて被冷蔵物Ｃの重量を判定する。このフローチャートではその重量Ｗを３段階で判定する。すなわち、Ｗがｗ１未満である「小」、ｗ１以上ｗ２未満である「中」、ｗ２以上である「大」である。Ｗが「小」と判定される場合にはステップＳ３に進み、エアコン用電磁弁２５をＯＦＦして冷蔵用蒸発器１９側へ冷媒を供給する時間Ｔ２をａ（例えば、６０秒）とし、冷蔵用蒸発器１９による冷却能力を小とする。

また、「中」と判定された場合にはステップＳ４に進み、Ｔ２をｂ（例えば、９０秒）とし、冷蔵用蒸発器１９による冷却能力を中程度とする。「大」と判定された場合にはステップＳ５に進み、Ｔ２を当初設定された許容範囲内ｃ（例えば、１２０秒）まで大きくし、冷蔵用蒸発器１９による冷却能力を最大とする。一方、ステップＳ１で冷蔵室Ａ内に被冷蔵物Ｃがないと判定された場合にはステップＳ６へ進み、Ｔ２＝０、すなわち、エアコン用電磁弁２５はＯＮ（開）のままとし、冷蔵庫スイッチ３１をＯＦＦする。

このように、被冷蔵物Ｃの重量に対応して従来と比べて小さな冷却能力となるように、冷蔵用蒸発器１９への冷媒供給時間Ｔ２（つまり冷媒供給量）を可変することにより、冷蔵庫使用時の車両内空調への影響を必要最低限とすることができる。

（その他の実施形態）
本発明の車室用冷蔵庫は、以上の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において変更することができる。

例えば、上述の実施形態では、ウエイトセンサ１６としてはマグネスケールなどの周知のものを例示した。しかし、ウエイトセンサでは数水準の重量範囲を検知できればよいので、ウエイトセンサで重量を検知するのではなく、マイクロスイッチなどにより前記の隙間の大きさやトレイ１４の位置などを検知するようにしてもよい。

また、被冷蔵物Ｃの重量に対応して冷媒供給時間Ｔ２を可変しているが、冷媒供給時間Ｔ２を一定として冷媒供給間隔Ｔ１を可変する、又はＴ１・Ｔ２の両方を可変する、又は、Ｔ１＋Ｔ２＝一定としてデューティ制御するようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、冷蔵庫用減圧装置として定圧膨張弁１８を用いたが、この他に、温度作動式膨張弁、あるいは固定絞りと電磁弁の組み合わせなどを使用することもできる。また、冷蔵用蒸発器１８のチューブは多穴扁平チューブでなく丸チューブを用いて構成してもよい。また、冷房用のエアコン電磁弁２５を冷房用膨張弁２６の上流でなく、下流側に設置してもよい。さらには冷蔵庫用のサイクルを冷房用サイクルから独立して構成してもよい。

本発明の車両用冷蔵庫は、ワゴン車などの車両の車室前部の計器盤下方やコンソールボックス付近に取り付けて好適である。

本発明の位置実施形態における車両用冷蔵庫の断面図である。本発明の位置実施形態における冷凍サイクルの模式図である。本発明の位置実施形態における各弁の開閉動作を示すシーケンス図である。本発明の位置実施形態における制御手段の作動を示したフローチャートである。

符号の説明

１０：車両用冷蔵庫１１：ケース１２：ドア１４：トレイ１６：ウエイトセンサ（重量検知手段）１８：定圧膨張弁１９：冷蔵用蒸発器２０：送風機２１：逆止弁２９：エアコンアンプ３０：冷蔵庫アンプ３１：冷蔵庫スイッチ
Ａ：冷蔵室Ｂ：冷却室Ｃ：被冷却物Ｔ１：冷媒供給間隔Ｔ２：冷媒供給時間

Claims

開閉自在なドアを有する断熱構造からなるケースと、該ケース内に設置され、車両用冷房装置の冷凍サイクルの冷媒が間欠的に流される冷蔵用蒸発器と、該ケース内に設置され該冷蔵用蒸発器で冷却された空気を該ケース内で強制対流させる送風機と、該ケース内において被冷却物を収容し得るように形成され、かつ該送風機によって空気が強制対流させられる冷蔵室と、前記冷凍サイクルの作動を制御する制御手段とを備えた車両用冷蔵庫において、
前記冷蔵室内に設置され前記被冷却物の重量を検知する重量検知手段を備え、該重量検知手段の検知情報に基づいて前記冷蔵用蒸発器への冷媒供給量を制御することを特徴とする車両用冷蔵庫。
前記制御手段は、前記重量検知手段で前記被冷却物の重量の増減を検知して、前記冷蔵用蒸発器への冷媒供給量を増減させる請求項１に記載の車両用冷蔵庫。
前記制御手段は、前記冷蔵用蒸発器への冷媒供給時間を可変して冷媒供給量を制御する請求項２に記載の車両用冷蔵庫。