JP6608773B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は食品や飲料水等を冷蔵或いは冷凍して貯留する冷蔵庫に関するものである。

最近では核家族化や共働き夫婦の増加等の家庭環境の変化により、冷凍室での冷凍保存法が多様化する傾向にある。家庭での冷凍室の使い方には、冷凍温度帯で販売されていた食品を購入して貯蔵するこれまでの使い方の他に、買い溜めした食品、例えば肉類の急速冷凍保存、或いは調理した料理の急速冷凍保存といった急速冷凍モードを主体とする使い方が提案されている。

このような冷凍室の使い方として、例えば、特許文献１においては、調理した温度の高い食品が、冷凍室に収納されたのを温度検知手段で検出すると、圧縮機を駆動して急速に冷却し、食品が所定温度まで冷却されたのを温度検知手段で検出すると、圧縮機による急速冷凍運転を停止する冷凍方法が示されている。

ここで、特許文献１の段落００３１には「赤外線センサ１２６は、冷凍室１０３の天井面の上部断熱仕切板１０４に埋設され、食品１２５や蓄冷材１２４などから放射される赤外線の放射量により、被測定物の温度を測定するものである。」との記載があり、温度検知手段が赤外線センサであると説明されている。

特開２０１０−２５５３２号公報

上記特許文献１に記載の冷蔵庫は、下部冷凍室の上側に隣設される上部冷凍室に、温度の高い食品を収納して急速冷凍するものである。ここで、上部冷凍室の冷却能力を高めると、その上方に位置する冷蔵室が冷え過ぎる可能性があるので、上部冷凍室と冷蔵室との間に、断熱性能を強化した断熱仕切壁が必要となる。しかし上記特許文献１では、この断熱仕切壁に温度検知手段を設けているので、その部分の断熱性能が低下してしまう。

また、上記特許文献１では温度検知手段として赤外線センサを用いることを前提とした構成が開示されているが、赤外線センサに代えサーミスタを用いた場合に適した構成は開示されていない。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷蔵室と冷凍室の間の断熱仕切壁の断熱性能の低下を抑制しつつ、サーミスタを用いて食品が収納されたことを素早く検出し自動的に急速冷凍できる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、本発明の冷蔵庫は、冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、前記冷蔵室と前記冷凍室を区画する断熱仕切壁とを備え、前記冷凍室は、左上部冷凍室と、該左上部冷凍室の側方に設けられた右上部冷凍室と、前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室を仕切る縦仕切部と、該縦仕切部の下方に設けられた下部冷凍室と、を備え、前記縦仕切部の下面よりも所定距離だけ上方に凹んだ位置に、前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室と前記下部冷凍室を流体的につなげた前記冷凍室の温度を測定するサーミスタが設けられ、前記縦仕切部は、垂直部材と、該垂直部材の下部に取り付けられた底面部材からなり、該底面部材の下面には、上下に貫通する水抜き穴と、該水抜き穴を囲むリブが設けられているものとした。

本発明によれば、上部冷凍室と冷蔵室又は野菜室との間の断熱性能の低下を抑制しつつ、食品が収納されたら自動的に急速冷凍できる冷蔵庫を提供することが可能となる。

本発明が適用される冷蔵庫の正面外観図である。 図１に示す冷蔵庫の縦断面を示す縦断面図である。 図１に示す冷蔵庫の庫内の背面内部の構成を示す正面図である。 一実施例の冷凍室の要部拡大断面図である。 一実施例の冷凍室に取り付けた縦仕切部の拡大図である。 一実施例の縦仕切部の斜視図である。 一実施例の縦仕切部の底面部材の上面図、側面図、下面図である。 一実施例の縦仕切部の底面部材の上面斜視図、下面斜視図である。 食品の収納の有無を判断して急速冷却運転を行うタイムチャートである。 図９に示すタイムチャートを実行するフローチャートである。 他のフローに基づく急速冷却運転を行うタイムチャートである。 図１１に示すタイムチャートを実行するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明が適用される冷蔵庫の構成を図１乃至図３に基づいて説明する。図１は冷蔵庫の正面外観図であり、図２は図１の縦断面を示す断面図であり、図３は図１に示す冷蔵庫の庫内の背面内部の構成を示す正面図である。尚、図２においては製氷室の断面は示されていない。

図１、及び図２において、冷蔵庫１は、上方から冷蔵室２、製氷室（冷凍室の一部である）３及び上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６を有する。ここで、製氷室３と上部冷凍室４は、冷蔵室２と下部冷凍室５との間に左右に並べて設けている。一例として、冷蔵室２はおよそ＋３℃、野菜室６はおよそ＋３℃〜＋７℃の冷蔵温度帯の貯蔵室である。また、製氷室３、上部冷凍室４及び下部冷凍室５は、およそ−１８℃の冷凍温度帯の貯蔵室である。尚、製氷室３と上部冷凍室４と間には縦方向に配置された、後述する縦仕切部５３が設けられており、この縦仕切部５３を境に製氷室３と上部冷凍室４とが左右方向に並設されている。また、上部冷凍室４は、その下方に隣設される下部冷凍室５より幅寸法が小さく、下部冷凍室５より容積が小さく、少量の食品が冷凍、貯蔵されるものである。

冷蔵室２は前方側に、左右に分割された観音開き（いわゆるフレンチ型）の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６は夫々引き出し式の製氷室扉３ａ、上部冷凍室扉４ａ、下部冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。

また、各扉の貯蔵室側の面には、各扉の外縁に沿うように磁石が内蔵されたパッキン（図示せず）を設けており、各扉の閉鎖時、鉄板で形成された冷蔵庫外箱のフランジや各仕切り鉄板に密着し貯蔵室内への外気の侵入、及び貯蔵室からの冷気の漏れを抑制する構成とされている。

ここで、図２に示すように冷蔵庫本体１０の下部には機械室１１が形成され、この中に圧縮機１２が内蔵されている。この圧縮機１２は、後述する冷却器１９とともに冷蔵庫１の冷凍サイクルを構成する。また、冷却器収納室１３と機械室１１には水抜き通路１４によって連通され、凝縮水が排出できるようになっている。

図２に示すように、冷蔵庫本体１０の庫外と庫内は、内箱と外箱との間に発泡断熱材（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１５により隔てられている。また冷蔵庫本体１０の断熱箱体１５は複数の真空断熱材１６を実装している。冷蔵庫本体１０は、上側断熱仕切壁１７ａにより冷蔵室２と上部冷凍室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）とが区画され、下側断熱仕切壁１７ｂにより下部冷凍室５と野菜室６とが区画されている。

また、下部冷凍室５の上部には横仕切部１８を設けている。横仕切部１８は、製氷室３及び上部冷凍室４と下部冷凍室５とを上下方向に仕切っている。ただ、製氷室３、上部冷凍室４及び下部冷凍室５は流体的につながれているので、同じ冷気が供給されている。また、横仕切部１８の上部には、製氷室３と上部冷凍室４との間を左右方向に仕切る縦仕切部５３を設けている。

横仕切部１８は、下側断熱仕切壁１７ｂの前面及び左右側壁前面と共に、下部冷凍室扉５ａの貯蔵室側の面に設けたパッキン（図示せず）と接触する。製氷室扉３ａと上部冷凍室扉４ａの貯蔵室側の面に設けたパッキン（図示せず）は、横仕切部１８、縦仕切部５３（図４）、上側断熱仕切壁１７ａ及び冷蔵庫本体１０の左右側壁前面と接することで、各貯蔵室と各扉との間での冷気の移動をそれぞれ抑制している。なお、製氷室３、上部冷凍室４及び下部冷凍室５は、同じ冷凍温度帯で保たれているので、横仕切部１８及び縦仕切部５３の断熱性能は、上側断熱仕切壁１７ａや下側断熱仕切壁１７ｂほどは要求されない。

図２に示すように、上部冷凍室４、下部冷凍室５及び野菜室６は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉４ａ、５ａ、６ａが取り付けられている。また、上部冷凍室４には上部冷凍貯蔵容器４１が配置され、下部冷凍室５には複数段の冷凍貯蔵容器、すなわち最上段冷凍貯蔵容器６３、上段冷凍貯蔵容器６１及び下段冷凍貯蔵容器６２が配置されている。更に、野菜室６には上段野菜貯蔵容器７１、下段野菜貯蔵容器７２が配置されている。

そして、製氷室扉３ａ、上部冷凍室扉４ａ、下部冷凍室扉５ａ及び野菜室扉６ａは、それぞれ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、製氷貯蔵容器３ｂ（図示せず）、上部冷凍貯蔵容器４１、下段冷凍貯蔵容器６２、上段野菜貯蔵容器７１、下段野菜貯蔵容器７２が引き出せるようになっている。

詳しくは、下段冷凍貯蔵容器６２は冷凍室扉内箱に取り付けられた支持アーム５ｄに下段冷凍貯蔵容器６２の側面上部のフランジ部が懸架されており、上段冷凍貯蔵容器６１は下段冷凍貯蔵容器６２の側面上部フランジ部の上に載置されており、冷凍室扉５aを引き出すと同時に下段冷凍貯蔵容器６２及び上段冷凍貯蔵容器６１が引き出される。最上段冷凍貯蔵容器６３は、下部冷凍室５の側面壁に形成された凹凸部（図示しない）に載置されており前後方向にスライド可能になっている。

下段野菜貯蔵容器７２も同様にフランジ部が野菜室扉６ａの内箱に取り付けられた支持アーム６ｄに懸架され、上段野菜貯蔵容器７１は下段野菜貯蔵容器７２のフランジ部の上に載置されている。また、この野菜室６には断熱箱体１５に固定された電熱ヒーター６Ｃが設けられており、この電熱ヒーター６Ｃによって野菜室６の温度が冷やし過ぎにならないように、野菜の貯蔵に適した温度になるようにしている。尚、この電熱ヒーター６Ｃは必要に応じて設けられれば良いものであるが、本実施例では野菜の貯蔵がより上手く行えるように電熱ヒーター６Ｃを設けるようにしている。

次に冷蔵庫の冷却方法について説明する。冷蔵庫本体１０には冷却器収納室１３が形成され、この中に冷却手段として冷却器１９を備えている。冷却器１９（一例として、フィンチューブ熱交換器）は、下部冷凍室５の背部に備えられた冷却器収納室１３内に設けられている。また、冷却器収納室１３内であって冷却器１９の上方には送風手段として送風ファン２０（一例として、プロペラファン）が設けられている。

冷却器１９で熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器１９で熱交換した低温の空気を「冷気」と称する）は、送風ファン２０によって冷蔵室送風ダクト２１、冷凍室送風ダクト２２、及び図示しない製氷室送風ダクトを介して、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室５、野菜室６の各貯蔵室へそれぞれ送られる。

各貯蔵室への送風は、冷蔵温度帯の冷蔵室２への送風量を制御する第一の送風制御手段（以下、冷蔵室ダンパ２３という）と、冷凍温度帯の冷凍室４、５への送風量を制御する第二の送風量制御手段（以下、冷凍室ダンパ２４という）とにより制御される。ちなみに、冷蔵室２、製氷室３、上部冷凍室４、下部冷凍室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本体１０の各貯蔵室の背面側に設けられている。具体的には、冷蔵室ダンパ２３が開状態、冷凍室ダンパ２４が閉状態のときには、冷気は、冷蔵室送風ダクト２１を経て多段に設けられた吹き出し口２５から冷蔵室２に送られる。

また、冷蔵室２を冷却した冷気は、冷蔵室２の下部に設けられた冷蔵室戻り口２６から冷蔵室−野菜室連通ダクト２７を経て、下側断熱仕切壁１７ｂの下部右奥側に設けた野菜室吹き出し口２８から野菜室６へ送風される。野菜室６からの戻り冷気は、下側断熱仕切壁１７ｂの下部前方に設けられた野菜室戻りダクト入口２９から野菜室戻りダクト３０を経て、野菜室戻りダクト出口から冷却器収納室１３の下部に戻る。尚、別の構成として冷蔵室−野菜室連通ダクト２７を野菜室６へ連通せずに、図３において冷却器収納室１３の上面から見て、右側下部に戻す構成としてもよい。この場合の一例として、冷蔵室−野菜室連通ダクト２７の前方投影位置に野菜室送風ダクトを配置して、冷却器１９で熱交換した冷気を、野菜室吹き出し口２８から野菜室６へ直接送風するようになる。

図２、図３に示すように、冷却器収納室１３の前方には、各貯蔵室と冷却器収納室１３との間を仕切る仕切部材３１が設けられている。仕切部材３１には、図３にあるように上下に一対の吹き出し口３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂが形成されており、冷凍室ダンパ２４が開状態のとき、冷却器１９で熱交換された冷気が送風ファン２０により図示を省略した製氷室送風ダクトや上段冷凍室送風ダクト３４を経て吹き出し口３２ａ、３２ｂからそれぞれ製氷室３、上部冷凍室４へ送風される。また、下段冷凍室送風ダクト３５を経て吹き出し口、３３ａ、３３ｂから下部冷凍室５へ送風される。尚、下部冷凍室５には必要に応じて吹き出し口を増設しても良いものである。

また、冷蔵庫本体１０の天井壁上面側に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装置が設けられており、外気温度センサ（図示せず）、冷却器温度センサ（図示せず）、冷蔵室温度センサ（図示せず）、野菜室温度センサ（図示せず）、後述する冷凍室温度センサ（第１の温度検知手段５０、第２の温度検知手段５２）、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（図示せず）、冷蔵室２内壁に設けられた図示しない温度設定器等と接続し、ＲＯＭに予め搭載されたプログラムにより、圧縮機１２のＯＮ、ＯＦＦ等の制御、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２４を個別に駆動するそれぞれのアクチュエータの制御、送風ファン２０のＯＮ／ＯＦＦ制御や回転速度制御、扉開放状態を報知するアラームのＯＮ／ＯＦＦ等の制御を行うようになっている。

図１に戻って、冷蔵室扉２ａには入力制御部４０が設けられており、この入力制御部４０は上述した制御装置に接続されている。したがって、入力制御部４０からの入力によって冷蔵庫１の各貯蔵室の温度を設定できるようになっている。例えば圧縮機１２の回転数、送風ファン２０の回転数、冷蔵室ダンパ２３及び冷凍室ダンパ２４の開閉や開閉量等を制御することで各貯蔵室の温度を制御するものである。

以上のような構成の冷蔵庫において、食品の収納の有無を正確に検出できる適切な位置に温度検知手段を配置して食品の収納状態を検出することが要請されている。次に本発明の実施形態について図４乃至図１２を用いて説明する。

図４は冷凍室の要部拡大断面図を示している。図４において、製氷室３（左上部冷凍室）と上部冷凍室４（右上部冷凍室）を仕切る縦仕切部（真空断熱材を備えていない仕切構成材である）５３の奥行側端面にはサーミスタを用いた第１の温度検知手段５０が取り付けられている。また、下部冷凍室５の上側付近の背面壁５１には、これもサーミスタを用いた第２の温度検知手段５２が配置されている。

本実施例では、第１の温度検知手段５０は冷凍室内の食品温度に左右される空間の温度を測定し、第２の温度検知手段５２は食品温度に左右されない空間の温度を測定するものである。したがって、この２個の温度検知手段の出力信号の変動状態から、上部冷凍室４や下部冷凍室５に冷凍室温度より高い温度の食品が収納されたかどうかを判断するものである。第１の温度検知手段５０にサーミスタを採用することで、視野範囲内しか検知できない赤外線センサを採用した場合に比べ広範囲の食品温度を検知することができ、冷凍室への食品の収納をより素早く、正確に検出することができる。なお、第２の温度検知手段５２は、既に従来から設けられている温度検知手段であるので、詳細な構成についての説明は省略する。

さて、本実施例の特徴となっている第１の温度検知手段５０は、図４に示している通り、横仕切部１８に直交するように設けた縦仕切部５３の奥行方向下部、すなわち、冷気を吹き出す吹き出し口３２ａ、３３ａの近傍に設けられている。これらの構成の詳細を図５を用いて説明する。

図５は、冷蔵庫１に取り付けられた縦仕切部５３近傍の拡大図である。ここに示すように、縦仕切部５３は、垂直部材５３ａと底面部材５３ｂを一体化した組立体に第１の温度検知手段５０を内蔵したものであり、上側断熱仕切壁１７ａに固定されるものである。

第１の温度検知手段５０は、サーミスタ５０ａ、コネクタ５０ｃ、および、両者を繋ぐ信号線５０ｂからなり、信号線５０ｂは、縦仕切部５３の内部を通って外部まで伸びている。また、第１の温度検知手段５０のコネクタ５０ｃは、制御装置コネクタ５０ｄを介して制御装置に接続されるため、制御装置はサーミスタ５０ａからの信号に基づき、圧縮機１２、送風ファン２０、冷凍室ダンパ２４などを制御することができる。

図６は、上側断熱仕切壁１７ａから分離した状態の縦仕切部５３を示す斜視図である。ここに示すように、垂直部材５３ａの上面には、断面Ｌ字状の取付部５３ａ１を対向配置した対を複数設けている。各々の取付部５３ａ１は、奥側に壁が設けられている一方、手前側は開放されている。上側断熱仕切壁１７ａには、取付部５３ａ１の対と符合する位置に断面Ｔ字状のガイド部１７ａ１を設けている。このような構成により、コネクタ５０ｃと制御装置コネクタ５０ｄを接続した後、取付部５３ａ１の対の間に断面Ｔ字状のガイド部１７ａ１を嵌め、ガイド部１７ａ１が取付部５３ａ１の奥壁に接触するまで縦仕切部５３を手前方向にスライドさせることで、縦仕切部５３を所定位置に取り付けることができる。

また、垂直部材５３ａの手前側には、断面略円弧状の切欠部５３ａ２が形成されている。これにより、縦仕切部５３をスライドさせて所定位置に取り付けても、信号線５０ｂは切欠部５３ａ２に収納されるので、信号線５０ｂが縦仕切部５３に押しつぶされるのを防ぐことができる。

さらに、図５および図６のように、垂直部材５３ａの手前側には、信号線５０ｂだけでなくコネクタ５０ｃも収納する収納部が形成されている。このため、コネクタ５０ｃの箇所を縦仕切部５３の正面側から容易にメンテナンスできる。

次に、図７を用いて、第１の温度検知手段５０を取り付けた底面部材５３ｂの詳細を説明する。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ、底面部材５３ｂの上面図、側面図、下面図であり、７０１はねじボス、７０２は水抜き穴、７０２ａはリブ、７０３は格子である。

図７（ａ）に示すように、サーミスタ５０ａは底面部材５３ｂ（ケース）の上面奥側に設置されている。サーミスタ５０ａとコネクタ５０ｃを繋ぐ信号線５０ｂは、ねじボス７０１に巻き付けられており、製造時などに信号線５０ｂが引っ張られることがあっても、その力はねじボス７０１で負担されるため、サーミスタ５０ａと信号線５０ｂの接続部での断線などの不良の発生を防止できる。また、底面部材５３ｂには上下に貫通する水抜き穴７０２が設けられており、縦仕切部５３内の水蒸気や垂直部材５３ａから落下した水を下方に逃がすことで、縦仕切部５３内に氷や水が溜まるのを防止する。

ここで、信号線５０ｂは、複数のねじボス７０１に巻き付けることにより、断線などの不良が更に確実に防止できる。なお、信号線５０ｂを巻き付ける対象は、ねじボス７０１に限らず、縦仕切部５３内の他の突出部であっても良い。また、複数の突出部に信号線５０ｂを巻き付ける代わりに、１つの突出部に信号線５０ｂを複数回巻き付けても構わない。

また、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、底面部材５３ｂの上面に設けたねじボス７０１は、上方に大きく突出しており、内部に挿入したねじで垂直部材５３ａと底面部材５３ｂを一体化して組立体を構成する。また、底面部材５３ｂの下面には水抜き穴７０２を囲みつつ下方へ突出するリブ７０２ａが設けられている。

ここで、電気用品安全法は、安全性を高めるため、信号線５０ｂなどの充電部と冷蔵庫１の使用者が触れうる部分との間に所定の絶縁距離を設けることを求めている。本実施例の縦仕切部５３では、水抜き穴７０２の周囲に所定の高さのリブ７０２ａを設けることで、信号線５０ｂとリブ７０２ａの下端を離した構成としており、充電部である信号線５０ｂと使用者が触れうるリブ７０２ａ下端の沿面距離を、電気用品安全法が定める絶縁距離以上に大きくした。なお、底面部材５３ｂの厚さとリブ７０２ａの厚さとの合計は、１ｍｍ以上としている。

さらに、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、底面部材５３ｂのうち、少なくともサーミスタ５０ａの鉛直投影下には、格子７０３が形成されており、また、図８（ｂ）に示すように、格子７０３は、底面部材５３ｂの下面よりも凹んだ位置に設けられているため、格子７０３の上面に設けたサーミスタ５０ａは、底面部材５３ｂの下面より大きく上方に凹んだ位置に設けられていることになる。

一般的に、サーミスタには直接吹き付けられた冷気の影響を大きく受けるという特性があり、吹き出し口近傍にサーミスタを露出配置すると、冷気の影響により冷凍庫内を正確に測定できないという問題が発生する。これに対し、本実施例では、サーミスタ５０ａを、縦仕切部５３の内部であり、底面部材５３ｂの下面よりも上方の凹んだ領域に設けたているので、サーミスタ５０ａには冷気が直接吹き付けられることはなく、冷凍庫内の温度を正確に測定することができる。

また、サーミスタ５０ａは、格子７０３を介して冷凍室の温度を測定している。サーミスタ５０ａが格子７０３を介して冷凍室の温度を測定する構成としたのは、リブ７２ａを設けた理由と同じく、電気用品安全法の要請に応え、サーミスタ５０ａと使用者が触れうる部分との間に十分な沿面距離を確保するためである。

次に、図４に戻り、縦仕切部５３近傍の構成をさらに説明する。下部冷凍室５には、下方から下段冷凍貯蔵容器６２、上段冷凍貯蔵容器６１、最上段冷凍貯蔵容器６３が配置されている。このような構成において、下部冷凍室５の最上段冷凍貯蔵容器６３に生肉や調理済みの食品が収納されたとする。

この時、第１の温度検知手段５０は、下部冷凍室５の最上段冷凍貯蔵容器６３の鉛直投影内であって、最上段冷凍貯蔵容器６３の上端部より高く、上側断熱仕切壁１７ａの下端部や上部冷凍室４の上部冷凍貯蔵容器４１の上端部よりも低い位置にある。このように、第１の温度検知手段５０は、最上段冷凍貯蔵容器６３の上方に近接して配置されているので、最上段冷凍貯蔵容器６３に収納された食品の温度の影響を受け易くなっている。つまり、第１の温度検知手段５０は最上段冷凍貯蔵容器６３に収納された食品温度に左右される空間の温度を測定しているものである。

一方、第２の温度検知手段５２は、下部冷凍室５の最上段冷凍貯蔵容器６３の鉛直投影外、具体的には下部冷凍室５の背面側にあって、最上段冷凍貯蔵容器６３から離れて配置されているので、最上段冷凍貯蔵容器６３に収納された食品温度に限らず、扉開閉による外気の流入や上段冷凍貯蔵容器６３以外に収納された食品温度の影響を同様に受ける。つまり、第２の温度検知手段５２は最上段冷凍貯蔵容器６３に収納された食品温度だけでなく、冷凍室全体の空間の温度を測定するものである。したがって、第１の温度検知手段５０の出力と第２の温度検知手段５２の時系列的な出力信号の変動状態を比較することで、最上段冷凍貯蔵容器６３に食品が収納されたかどうかが判断できるようになる。

また、本実施例では、上側断熱仕切壁１７ａに第１の温度検知手段５０を設けないので、上側断熱仕切壁１７ａに真空断熱材を広く貼り付けられ、上側断熱仕切壁１７ａからの冷熱の漏洩を抑制することができる。すなわち、冷凍室と冷蔵室との間の熱の移動が抑制されるので、冷凍室を冷やすための電力消費を抑制でき、また冷蔵室の冷やし過ぎも抑制できる。

また、本実施例においては、縦仕切部５３に、第１の温度検知手段５０を事前に組み込んでいるので、冷蔵庫への組み付けが容易となり、作業効率を向上することができる。

次に、食品の収納の有無を判別する判別方法について説明する。図９は判別を実行した時の各温度検知手段の挙動と圧縮機の動作状態を示し、図１０はその制御フローを示している。

図９において、或る時刻で対象となる下部冷凍室５の扉が時刻ｔ０で開かれて、生肉等の食品が最上段貯蔵容器６３に収納され、時刻ｔ１で閉じられたとする。この状態で圧縮機は、通常冷却モードとして低回転で運転され、同様に送風ファンも低回転で運転されている。

食品が収納された場合は、この食品付近の冷気の温度は、食品の温度の影響を受けて低下し難いので、第１の温度検知手段５０の検出温度は上昇し、扉を閉じた後も高温状態がしばらく継続する。

一方で、扉の開閉はあっても食品が投入されていない時は、第１の温度検知手段５０の検出温度の温度上昇は一時的であり、扉を閉じた後には温度が低下しやすい。したがって、第１の温度検知手段５０の検知温度が、食品検知閾値以上の状態を一定時間Ｔ１以上継続した場合に、食品が収納されたと判断できる。

上述した第１の温度検知手段５０の検出温度による食品検知判定は、下部冷凍室扉５ａを開けた時刻ｔ０の第１の温度検知手段５０の検知温度が、食品検知閾値未満の場合にのみ実施する。また、上述した食品検知判定は、下部冷凍室扉５ａを閉じた時刻ｔ１より一定時間を検知監視基準時間Ｔ０として設け、検知監視基準時間Ｔ０内にのみ実施する。これは、上部冷凍室や冷蔵室など、下部冷凍室以外の貯蔵室に高温の食品が収納された場合にも、第１の温度センサ５０の検知温度が上昇する可能性があるためである。したがって、下部冷凍室扉５ａを開けたときには既に高温状態である場合や、下部冷凍室扉５ａの開閉と連動せずに第１の温度検知手段５０の検知温度が上昇した場合は、下部冷凍室５の最上段冷凍貯蔵容器６３へ食品が投入されていないとみなす。これにより、食品を実際に投入していない場合に、食品が投入されたと判定してしまう誤検知とその後の誤作動を防止できる。

次に、冷却運転の制御について説明する。

まず、上述した食品検知判定で、食品が投入されていないと判定された場合には、通常冷却モードでの運転を行う。この通常冷却モードでは、第２の温度検知手段５２の検知温度が圧縮機オン閾値（第１の閾値）に達すれば、圧縮機の運転を開始して冷凍室内を冷却する。冷凍室内が十分に冷却されて第２の温度検知手段の検知温度が圧縮機オフ閾値（第２の閾値）に達すれば、圧縮機の運転を停止して冷凍室内の冷却を一時中断する。ここで、省エネ性や騒音面を配慮すれば、圧縮機の回転数はできるだけ低回転で運転するのが望ましい。このため、圧縮機が運転を開始した段階では低回転（第１の回転数）で運転し、扉開閉があった場合や第２の温度検知手段５２の検知温度が高温になった場合には、必要に応じて回転数を高回転（第１の回転数より高い第２の回転数）に上げて、冷凍室内の冷却を加速させる。この動作を繰り返すことにより、冷凍室内の温度を所定の範囲内に保つように調節する。

一方、上述した食品検知判定で、食品が投入されたと判定された場合には、急速冷却運転に移行する。この急速冷却運転では、第２の温度検知手段５２の検知温度が圧縮機オフ閾値に達するまでは通常冷却モードと同じ運転を行うが、圧縮機オフ閾値に達すると、圧縮機の運転を停止させずに回転数を高回転から低回転に下げて運転を継続する。ここで、圧縮機を高回転で長時間運転し続けると、冷凍室の温度が大幅に低下し、隣接する冷蔵室や野菜室での結露や霜付き、食品凍結といった不具合が生じる可能性もある。しかし、圧縮機を低回転とすることで運転時間を長くし、中断することなく冷気を供給し続けることで、上述の不具合の発生を抑制しつつ食品をすばやく凍結させることが可能である。例えばサイズの大きな食品や高温の食品のような凍結に時間を要する食品に対しても、高回転での場合よりも長時間冷気の供給を継続できるため、凍結までの時間を短くできる。なお、圧縮機オフ閾値に達した後の低回転の圧縮機運転は、第１の温度検知手段５０の検知温度が運転終了閾値に達するまで継続する。

ただし、図１１のように、食品が投入されたと判定したときに、圧縮機が停止状態の場合もある。このときは、通常冷却モードでの制御に従って、圧縮機オン閾値に達した後に圧縮機の運転を開始し、圧縮機オフ閾値に達した後に、上述のように、第１の温度検知手段５０の検知温度が運転終了閾値に達するまで低回転の圧縮機運転を継続する。この場合、食品投入後の早い段階で圧縮機が停止し、冷気の供給が中断することになるが、この段階では食品がまだ氷結晶生成帯である−１℃から−５℃の範囲に達していないことが多いと考えられる。したがって、圧縮機が再度運転を開始した後に冷気を連続的に供給すれば、上述の氷結晶生成帯の温度帯をすばやく通過させることが可能となり、鮮度の維持に有効となる。

次に、上述したタイムチャートを実現する制御フローの考え方について図１２を用いて簡単に説明する。

先ず、ステップＳ１０で通常冷却モードを実行しているが、ここで、使用者によって下部冷凍室５の扉が開けられたことをステップＳ１１で検出する。ステップＳ１１で下部冷凍室５の扉５が開けられると、ステップＳ１２で第１の温度検知手段５０の検知温度と食品検知閾値とを比較し、既に検知温度が食品検知閾値以上であれば、ステップＳ２４に進んで、食品は投入されていないと判定し、ステップＳ２５で通常冷却モードへ進む。

ステップＳ１２で第１の温度検知手段５０の検知温度が食品検知閾値より低い場合は、使用者によって下部冷凍室５の扉が閉じられたことをステップＳ１３で検出すると、ステップＳ１４に進み、検知監視時間のタイマカウントをスタートさせる。次にステップＳ１５に進んで、第１の温度検知手段５０の検知温度と食品検知閾値とを比較する。検知温度が食品検知閾値以上の場合は、ステップＳ１６で食品検知時間のタイマカウントをスタートさせる。 次に、ステップＳ１７に進んで、高温状態が所定時間継続しているかどうかを、食品検知タイマと食品検知基準時間Ｔ１とを比較して判定する。食品検知タイマが食品検知基準時間Ｔ１未満であるときは、ステップＳ２３で検知監視タイマと検知監視基準時間Ｔ０とを比較し、検知監視タイマが検知監視基準時間Ｔ０に達していない場合は、ステップＳ１４に戻って同様に繰り返す。一方、ステップＳ１５で第１の温度検知手段５０の検知温度が食品検知閾値より低い場合は、ステップＳ２３へ進む。このステップＳ２３で、検知監視タイマと検知監視基準時間Ｔ０とを比較し、検知監視タイマが検知監視基準時間Ｔ０に達していない場合は、ステップＳ１４へ戻って同様に繰り返す。ステップＳ２３で検知監視タイマが検知監視基準時間Ｔ０に達した場合は、ステップＳ２４に進んで、食品は投入されていないと判定し、ステップＳ２５で通常冷却モードへ至る。

一方、Ｓ１７で食品検知タイマが食品検知基準時間Ｔ１に達した場合、ステップＳ１８で食品が投入されたと判定し、急速冷却運転へ移行する。まず、ステップＳ１９で通常冷却モードによる運転を続けた後、ステップＳ２０で第２の温度検知手段５２による検知温度が圧縮機オフ閾値に達したかどうかを判定する。検知温度が圧縮機オフ閾値より高い場合は、ステップＳ１９へ戻って同様に繰り返す。ステップＳ２０で圧縮機オフ閾値に達した場合、ステップＳ２１へ進んで圧縮機を低回転で連続運転させる。そして、ステップＳ２２で第１の温度検知手段５０の検知温度と運転終了閾値とを比較し、検知温度が運転終了閾値より高ければ、ステップＳ２１へ戻り、同様に繰り返す。ステップＳ２２で運転終了閾値に達した場合、ステップＳ２５に進んで通常冷却モードに進む。

また、図１１のタイムチャートの場合では、ステップＳ１９の次に、圧縮機がオン状態かどうかを判定するステップＳ２６を設けている。このステップＳ２６で圧縮機がオフ状態の場合は、ステップＳ１９へ戻って同様に繰り返す。一方、ステップＳ２６で圧縮機がオン状態の場合は、ステップＳ２０へ進み、上述と同様のフローとなる。

このようにして、２個の温度センサを用い、最上段冷凍貯蔵容器６３に食品が有るか否かを判断して、急速冷却モードの実行を制御することができるようになる。すなわち、上部冷凍室と冷蔵室との間の断熱性能の低下を抑制しつつ、温度の高い食品や多量の食品が収納されたら自動的に急速冷凍できる冷蔵庫が提供できる。なお、最上段冷凍貯蔵容器６３以外の上部冷凍室４、下部冷凍室５の上段冷凍貯蔵容器６１ならびに下段冷凍貯蔵容器６２については、温度検知手段を用いずに、使用者が急速冷凍の要否を設定できるようにしている。また、上部冷凍室４は、冷凍温度帯だけでなく冷蔵温度帯にも切替できるような部屋であっても構わない。

さらに、本実施例では、冷凍室に食品が投入されたと判定すると、まず高回転で圧縮機を運転し、そのまま圧縮機を停止させずに或いは圧縮機を一時的に停止させた後、高回転のときよりも長い時間、低回転で継続的に運転する。このため、第２の温度検知手段５２による検知温度が低下して冷凍室内が目標温度まで冷却された場合でも、冷え切っていない食品の冷却を継続することが可能である。その結果、圧縮機を停止させたり運転再開したりする頻度を少なくでき、圧縮機の寿命を長く維持できる。また、圧縮機を高回転で運転させる時間を短くできるので、従来の急速冷却運転の場合と比べて全体の消費電力量を抑制できるだけでなく、圧縮機の高回転に起因する騒音や振動の発生時間も短くできる。

また、本実施例では、上部冷凍室４内の貯蔵容器や下部冷凍室５内の他の貯蔵容器と比べて、高さ寸法が最も小さく、薄い空間である最上段冷凍貯蔵容器６３を、急速冷凍の対象としているので、食品を置くときに積み重なり難く、収納や取り出しの操作がし易いという利点がある。さらに、この最上段冷凍貯蔵容器６３は、上部冷凍室４の貯蔵容器と比べて幅寸法が大きいので、より多くの食品を左右方向に並べて配置できる。

ここで、最上段冷凍貯蔵容器６３の略全面には金属製の熱伝導板としてアルミトレイが敷設されており、このアルミトレイの上表面には凸部または凹部が奥行方向および左右方向に複数形成されている。アルミ自体が熱伝導性の高い材料であり、さらに複数の凹凸により表面積を増加させているので、上段冷凍貯蔵容器６１や下段冷凍貯蔵容器６２と比べて、最上段冷凍貯蔵容器６３の冷却性能は高くなっている。そして、最上段冷凍貯蔵容器６３の鉛直投影外、具体的には、下部冷凍室５の背面側の最上段冷凍貯蔵容器６３と略同じ高さにある吹出口から、冷気が供給される。このため、最上段冷凍貯蔵容器６３内の食品は急速に冷却されていくことになる。また、本実施例では、下部冷凍室５の最上段貯蔵容器６３にアルミトレイを配置した例について示したが、冷蔵室２内に複数段の貯蔵容器が存在し、このうち最上段の貯蔵容器をチルド冷却用にアルミトレイを配置し、この貯蔵容器を急速冷却の対象としても良い。

１…冷蔵庫、１０…冷蔵庫本体、２…冷蔵室、３…製氷室、４…上部冷凍室、５…下部冷凍室、６…野菜室、１２…圧縮機、１３…冷却器収納室、１７ａ…上側断熱仕切壁、１７ａ１…ガイド部、１８…横仕切壁、１９…冷却器、２０…送風ファン、５０…第１の温度検知手段、５０ａ…サーミスタ、５０ｂ…信号線、５０ｃ…コネクタ、５０ｄ…制御装置コネクタ、５１…背面壁、５２…第２の温度検知手段、５３…縦仕切部、５３ａ…垂直部材、５３ａ１…取付部、５３ａ２…切欠部、５３ｂ…底面部材、５４…奥行方向下端部分、７０１…ねじボス、７０２…水抜き穴、７０２ａ…リブ、７０３…格子

Claims (5)

1. 冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、前記冷蔵室と前記冷凍室を区画する断熱仕切壁とを備えた冷蔵庫において、
   前記冷凍室は、
   左上部冷凍室と、
   該左上部冷凍室の側方に設けられた右上部冷凍室と、
   前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室を仕切る縦仕切部と、
   該縦仕切部の下方に設けられた下部冷凍室と、
   を備え、
   前記縦仕切部の下面よりも所定距離だけ上方に凹んだ位置に、前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室と前記下部冷凍室を流体的につなげた前記冷凍室の温度を測定するサーミスタが設けられ、
   前記縦仕切部は、垂直部材と、該垂直部材の下部に取り付けられた底面部材からなり、
   該底面部材の下面には、上下に貫通する水抜き穴と、該水抜き穴を囲むリブが設けられていることを特徴とする冷蔵庫。
2. 冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、前記冷蔵室と前記冷凍室を区画する断熱仕切壁とを備えた冷蔵庫において、
   前記冷凍室は、
   左上部冷凍室と、
   該左上部冷凍室の側方に設けられた右上部冷凍室と、
   前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室を仕切る縦仕切部と、
   該縦仕切部の下方に設けられた下部冷凍室と、
   を備え、
   前記縦仕切部の下面よりも所定距離だけ上方に凹んだ位置に、前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室と前記下部冷凍室を流体的につなげた前記冷凍室の温度を測定するサーミスタが設けられ、
   前記縦仕切部は、垂直部材と、該垂直部材の下部にねじ止めされた底面部材からなり、
   該底面部材は上面には、前記サーミスタと、ねじボスが設けられており、
   前記サーミスタの信号線は前記ねじボスに巻き付けられていることを特徴とする冷蔵庫。
3. 冷蔵室及び冷凍室を形成する断熱箱体と、冷気を生成する冷凍サイクルと、前記冷凍サイクルからの冷気を送風ファンによって前記冷蔵室及び前記冷凍室に供給する冷気供給路と、前記冷蔵室と前記冷凍室を区画する断熱仕切壁とを備えた冷蔵庫において、
   前記冷凍室は、
   左上部冷凍室と、
   該左上部冷凍室の側方に設けられた右上部冷凍室と、
   前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室を仕切る縦仕切部と、
   該縦仕切部の下方に設けられた下部冷凍室と、
   を備え、
   前記縦仕切部の下面よりも所定距離だけ上方に凹んだ位置に、前記左上部冷凍室と前記右上部冷凍室と前記下部冷凍室を流体的につなげた前記冷凍室の温度を測定するサーミスタが設けられ、
   前記縦仕切部は前記断熱箱体の上内面をスライドさせて取り付けるものであり、
   前記縦仕切部の前記スライド方向の端面には、前記サーミスタの信号線が収納される切欠部が設けられていることを特徴とする冷蔵庫。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載の冷蔵庫において、
   前記サーミスタは、前記縦仕切部の下面に形成された格子の上面に設けられることを特徴とする冷蔵庫。
5. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載の冷蔵庫において、
   前記サーミスタは、前記下部冷凍室に配置される複数段の貯蔵容器のうち最上段貯蔵容器の鉛直投影内に設けられ、
   該サーミスタの測定結果に基づいて、食品が収納された前記最上段貯蔵容器を急速冷却することを特徴とする冷蔵庫。

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