JP2006329614A

JP2006329614A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2006329614A
Application number: JP2006123133A
Authority: JP
Inventors: Mariko Nakano; 真理子中野; Toshie Hiraoka; 利枝平岡; Kiyoshi Yakida; 清八木田; Mutsumi Kato; 睦加藤; Katsumasa Sakamoto; 克正坂本; Tomoyuki Kuroda; 智之黒田; Masao Araki; 正雄荒木; Takeshi Maeda; 剛前田; Isamu Hirashiki; 勇平敷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2026-04-27
Also published as: JP4903485B2

Abstract

【課題】冷蔵庫内の照明で白色蛍光灯の場合良い影響も悪い影響も分離できないし、赤色や青色などの特定の保存効果に都合の良い波長を選択して理想的な状態で試験をしても都合の悪い条件の保存が存在し必ずしも実用的な冷蔵庫が得られないなどの問題がある。
【解決手段】冷蔵庫内に配置され主として紫外線を照射する単数または複数の光源と、この光源の点灯消灯を制御可能な冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備えたことにより、植物の自己防衛機能を刺激しポリフェノールの生合成を促進するものである。ＵＶ−Ａ波長領域の紫外線を間欠照射するので、野菜などの食品の見た目を損なわずに栄養分を増加させる効果を有する。また、ＬＥＤを間欠照射させるなどＬＥＤ寿命を延ばすことができ効率が良い冷蔵庫が得られる。
【選択図】図２

Description

この発明は、冷蔵庫における野菜類などの食品保存に関する技術のものである。

従来の冷蔵庫は、上方から赤色ＬＥＤで野菜を照射し野菜の鮮度を保持するなど貯蔵性を良くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、白色蛍光灯を設け、その点灯制御を扉開閉を検知するスイッチで行ない、緑色野菜のクロロフィル低下を低減しようというものもある（例えば、特許文献２参照）。更に０℃以下の食品の未凍結温度に対しＬＥＤ照射により呼吸作用や低温障害を調査した報告がある（例えば、特許文献３参照）。また収穫後の植物に紫外線を照射してポリフェノール含有量を増加する技術が知られている（例えば、特許文献４参照）。この従来技術のポリフェノール増加データを図２５に記載する。このデータを得た従来の実験条件としては、市販品のホウレン草を用いて、波長が３２０〜３８０ｎｍ（ＵＶ−Ａ）または２８０〜３２０ｎｍ（ＵＶ−Ｂ）の紫外線を、紫外線ランプ（アトー（株）製，ＵＶ−Ａ：ＤＦ−３６５，ＵＶ−Ｂ：ＤＦ−３１２）を用いて、１日当たり１．０Ｊ／ｃｍ^２の照射量で７日間照射、すなわち実験全期間で７Ｊ／ｃｍ^２の光を照射したものである。照射時以外は、養液栽培用肥料（大塚化学（株），大塚ハウス１号を１．５ｇ／ｌと同２号を１ｇ／ｌの配合）中、１０℃ の暗室内で保存した。なお、紫外線の非照射群と、ＵＶ−Ａ照射群或いはＵＶ−Ｂ照射群との間に外見上の違いは観察されなかった。当該結果において、ＵＶ−Ａ照射群は、被照射群と比較して、植物の中にフラボノイド配糖体として存在するポリフェノールであるパチュレチン配糖体、スピナセチン配糖体、ＴＭＭＧおよびＤＤＭＧが増加した。また他には冷蔵庫内に設けられ光触媒に紫外線を照射して植物の成長促進成分を分解する技術が知られている（例えば、特許文献５参照）。

特開２００２−２６７３４８号公報（００３６欄、図１，２など）特開平９−２８３６３号公報（０００５欄、図１、２など）特開２００１−６１４５９号公報（００１１欄、００１２欄、００６９欄など）特開平２００４−１２１２２８号公報（００１８欄、図２など）特開平７−２６０３３１号公報（図１、図５など）

従来の食品を冷蔵庫に収納してから特定の目的で蛍光灯やＬＥＤで照射させることは、例えば赤色ＬＥＤを使用すると野菜の見た目が悪くなる、扉開閉を認知し点灯時間を制御するのに扉開閉認知手段が必要、上方から光を照射するので下部に配置された収納容器内の食品を照射できない、あるいは扉が閉まっているときにのみ照射させると、家庭内や店頭にて光が点灯していることを確認しにくい等の問題点があった。家庭用冷蔵庫の場合、保存される野菜の種類は各種各様であるし、あるいは野菜以外の食品など多くの種類の食品を常に入れ替えながら、しかもどこに保存されるかを決めないで空いたところに放り込まれたり、重ねられたり詰め込まれたりするごとく、狭いスペースで、不特定の期間に、さまざまな状態など保存が一定ではなく目的に応じた照射効果が得られないという問題があった。冷蔵庫の場合冷蔵と冷凍の区分けだけで温度に無関係に保存されるケースもある。このような食品保存に対し要求され、且つ、必要なことは、どのような保存の形態でも光の照射による保存の効果があり、悪影響が無く、電力消費が少なく効率の良い冷蔵庫で、更に部品寿命が長くメンテナンスがほとんどいらないなどが重要であるが、白色蛍光灯の場合良い影響も悪い影響も分離できないし、赤色や青色などの特定の保存効果に都合の良い波長を選択して理想的な状態で試験をしても都合の悪い条件の保存が存在し必ずしも実用的な冷蔵庫が得られない、などの問題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明は野菜などの収納物に紫外線を照射して収納物の栄養分を増大させることができる冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は紫外線の照射光源を効果的に使用するので、使用寿命が長く効率の良い冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は、安価で組み立てやすく、無駄なエネルギーの少ない且つリサイクルのし易い冷蔵庫を得るものである。

この発明に係る冷蔵庫は、主として紫外線を間欠照射する単数または複数の光源と、光源を点灯制御を行う制御装置とを備えるものである。更にこの発明は光源からの光を照射する個所、照射しない個所を有する食品を収納する収納容器を備えたものである。

この発明の冷蔵庫は、主として紫外線を間欠照射するとしたので、野菜などの収納物の見た目を損なわずに栄養分を増加させる効果を有する。また、この発明の冷蔵庫は光源を間欠照射させ寿命を延ばすことができ効率が良い冷蔵庫が得られる。

実施の形態１．
図1はこの発明を実施するための実施の形態1における冷蔵庫の断面図、図２は同実施の形態による野菜室内部の概要を示す斜視図、図３は半導体発光素子であるＬＥＤの波長特性を示す波長分布図、図４は光照射装置の拡大断面図である。

図１において、１は冷蔵庫本体で、冷蔵庫１の最上部に開閉ドアを備えて配置される冷蔵室１００と冷蔵室１００の下方に冷凍温度帯（−１８℃）から冷蔵、野菜、チルド、ソフト冷凍（−7℃）などの温度帯に切り替えることの出来る引き出しドアを備える切替室４００、切替室と並列に引き出しドアを備える製氷室５００があり、最下部に配置される引き出しドアを備えた冷凍室２００と切替室、製氷室との間に引き出しドアを備えた野菜室３００とからで構成される。冷蔵室１００の扉表面上には各室の温度や設定を調節する操作スイッチと、そのときの各室の温度を表示する液晶などから構成される操作パネル５が設置されている。図１および図２に示すように野菜室３００には光透過性の無い材料からなる収納容器３０とその上部に設置された光透過性のある材料からなる第２の収納容器３１とが設置されており、野菜等の食品である収納物を収納することができる。非透過性の材料としては、無機、有機の紫外線波長の透過を阻止するフィルム状、板状のプラスチック、ステンレスやアルミなどの金属を容器としてあるいは被覆剤として用いる。３２は光源である光照射装置であり、図２に示すように第２の収納容器３１の背面に設置され、第２の収納容器の中央付近を中心に光を照射できるようになっている。光照射装置３２は図３に示すような、ＵＶ−Ａ波長領域にある３７５ｎｍをピークにもち３６０ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を発光するＬＥＤ４１を１灯、他の波長のＬＥＤ３４を３灯実装した基板などからなる。紫外線は一般にＵＶ−Ａ波長領域（近紫外、３２０〜４００ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ波長領域（中紫外、２８０〜３２０ｎｍ）、ＵＶ−Ｃ波長領域（遠紫外、１００〜２８０ｎｍ）に別れる。波長が短いほど人体に有害で３２０ｎｍ以下、すなわちＵＶ−ＢおよびＵＶ−Ｃ波長領域では遺伝子障害を起こす可能性がある。このため不特定多数の人間が利用する家庭用冷蔵庫にはＵＶ−Ａ波長領域である近紫外線の極力波長の長いＬＥＤを採用することが望ましい。当然ながら人体への影響の無い照射量としたり、構造的に開放扉からもれないなど２重３重に安全性を高められている。すなわち冷蔵庫庫内への配置など他の光源などと区別せずに簡単な構造で安全性を高めている。もちろん中紫外線領域等の波長を使用し、例えば冷蔵庫扉閉鎖時のみ照射し構造的に扉方向への照射漏れを防ぐことも可能である。その場合は植物の自己防衛機能を刺激する波長の光を自由に選択するがその光源だけを他の光源とは別に特別な配置、構造とする必要がある。ＬＥＤ４１は主に緑黄色野菜の自己防衛機能を刺激しポリフェノールの生合成を促す。ＬＥＤ３４は、例えば５９０ｎｍをピークにもち、５５０ｎｍから６２０ｎｍの範囲の波長を発光する高輝度のＬＥＤで庫内灯として、また、光合成によるビタミンＣの生合成を促進にも利用する。

図１において、１０は圧縮機、１１は冷却器であり、１２は冷却器１１により冷却された冷気を冷蔵室１００、冷凍室５００に送風するファン、１３は冷蔵室５００内への冷気量を調節するダンパ装置であり、１４は冷却器１１により冷却された冷気を冷蔵室１００内に導入するための風路である。光照射装置３２の点灯や消灯を制御する制御装置の基板２２は冷蔵庫背面の電気品室２１に収納され基板２２にも受けられたマイコンなどで制御が行われる。

図４において、光照射装置３２は実装基板３３とこの実装基板３３に併設する光源である半導体発光素子ＬＥＤ４１および３４とこのＬＥＤ４１および３４を保護する光透過性のカバー３５からなる。カバー３５の部材には、紫外線による黄変のなどの経年劣化要因になる酸化されやすい物質、例えばゴム材を含まないプラスチック部材を使うことが望ましく、さらには高価だが耐候性の高いアクリルなどを使うことが望ましい。冷蔵庫の振動によりその照射角度が変動しないように実装基板３３とカバー３５はネジ等で確実に固定される。実装基板３３の裏面は回路のショートを防止するためにシール３６で覆う。また、光照射装置３２は野菜室３００の奥側の断熱部３７の手前に組み込まれ、ＬＥＤ４１および３４の光が野菜室３００内に照射するように設置されるが、カバー３５内への露付きを防止するために、Ｏリング３８を挟み込むことにより密着度を上げ冷気を遮断し、実装基板３３の露付きや、水滴による光の乱反射を防止する。また、カバー３５は突起部３９を持ち、収納容器がカバー表面にぶつかることを阻止する形状をしており、カバー表面の傷つきによる光の乱反射や、実装基板３３、ＬＥＤ４１および３４の破壊、故障を防止する。このカバー表面の衝突防止は製造途中のカバー３５の取り扱い、使用中の収納容器着脱などさまざまな場面を想定して突起部３９を設けている。

また、光照射装置を野菜室である冷蔵庫内の奥側、特に背面上部に設置することで、紫外線が目的の食品以外、例えば一般的に野菜室手前に保存するペットボトル入り飲料などへ照射されにくい構造となり、色や味の変化を生じない。また、ファンやダンパ、その他の電気部品と近づけることができるので、配線しやすく、安価に作ることができる。また庫内を冷気循環させる場合吹出し口や吸い込み口を奥側に設けるので庫内を奥から前側に光の照射する方向と冷気を動かす方向、すなわち冷気を吹出させたり吸い込んだりする方向が一致することになる。収納容器の無い冷蔵室、あるいは収納容器を設ける野菜室など、冷蔵庫では食品を詰め込まれた場合でも冷気を通しやすい構造とすることが多く、この冷気の噴出しや吸い込み方向と一致させることにより紫外線の照射が全体に通しやすくなる。

また、光源３４はユーザにとって、上方等に設置しているよりも点灯の様子を確認しやすいので、店頭での商品アピールや、家庭での点灯確認をしやすい。また光源４１の表面部分に着色しておけば明確な色のない紫外線も点灯を確認しやすい。ただし、扉開時に必ずＬＥＤ４１が点灯している必要はなく制御上適正な時間照射する範囲でのみ扉開時に点灯してもよい。更に背面側の断熱材構造は庫室を仕切る仕切り板より比較的強固でありＬＥＤに加わる振動が小さくより長期運転における信頼性をあげることができる。

図５は様々な植物に含まれる各種ポリフェノール類が吸収する光線の吸収波長を表にした説明図である。図６は単位エネルギーあたりの植物の成長の効果を波長別に示した光反応作用波長特性図である。植物は基本的には光合成で生育するが、それ以外に種子発芽、花芽分化、開花、子葉の展開、葉緑素合成、筋間伸長などの植物の質的な変化である光形態形成を行い、その際蓄えた養分をエネルギー源とする。その中でも発芽や開花など野菜保存にふさわしくない光形態形成は図６に示すように、４７０ｎｍ近辺の青色光と６６０ｎｍ近辺の赤色光によって促進される傾向にある。ＬＥＤ４１から照射される光は緑黄色野菜の自己防衛機能を刺激してポリフェノールの生合成を促進する波長３２０〜４００ｎｍの範囲にあるため、野菜保存性を低下させない。また図５におけるブルーベリーやイチゴなどのアントシアニンに対しては黄緑色などの波長の光源３４にて栄養分増加を行う。

ポリフェノールとは、ベンゼン環に複数の水酸基或いはメトキシ基が置換した化合物の総称であり、野菜や果物や茶などの作物に含まれている。ポリフェノールのうち、いわゆるフラボノイド類は植物の特に太陽光をよく浴びる部位に含まれる。これは、植物が太陽光に含まれる紫外線に対する自己防衛のために紫外線領域に強い極大吸収を持つフラボノイド類を合成しているものと考えられる。ポリフェノールの主な生理作用は、抗酸化作用とタンパク質機能調節作用である。このため、抗酸化による老化抑止のほか、癌、動脈硬化、糖尿病、循環器疾患、アルツハイマー病、パーキンソン病、アミロイドーシス、肝炎、白内障などを軽減する。また、体内レセプターや酵素の活性を調節して、ダイオキシンの毒性、環境ホルモンの作用、アレルギー、炎症などを強力に抑制する。また一方で、ポリフェノールは多量に摂取しても代謝排泄作用により速やかに体外に排出されるため、体内濃度は一定値以上に上がらず副作用を示す可能性も少ない。近年では、生育過程で人工的に紫外線を照射すると有意にフラボノイド量が増加することが報告されている。ただし、生育中であっても収穫後であっても植物に過剰な紫外線照射を行うと、遺伝子そのものが害されて葉の黄色化などの外観上の影響が発現する。また、外観に影響がなくても細胞が破壊されてポリフェノールが減少する場合もあるため、照射量は限定する必要がある。

従来の技術において、植物の外観に影響を与えることなくポリフェノール量を増加させるには、紫外線波長領域は３２０〜３８０ｎｍ（ＵＶ−Ａ）または２８０〜３２０ｎｍ（ＵＶ−Ｂ）で、紫外線照射量は１日あたり０．５Ｊ／ｃｍ^２以上５０Ｊ／ｃｍ^２以下であることが記載されている。この値が家庭用冷蔵庫においても同様の結果得られるのか、まず多めに照射したときの影響について確認実験した。図２４は、クレソンを３日保存したときのポリフェノールの変化量を、紫外線非照射と、３８０ｎｍの紫外線を２４時間連続照射、すなわち家庭用冷蔵庫に設置可能な光源で最大限光を照射した条件とで比較した実験結果である。このときの光量は１日あたり約８６Ｊ／ｃｍ^２である。この２条件で３日間保存した。非照射と１日あたり約８６Ｊ／ｃｍ^２照射とでは外観に差異はなかった。縦軸は、保存開始前のクレソンのポリフェノール量を基準として３日後のポリフェノール量をパーセント表示したものである。つまり、グラフ内の１００％のラインは、３日後のポリフェノール量が初期と変わらず同等であることを示している。図２４に示すとおり、結果６２の非照射条件ではポリフェノール量は約１．３％の減少であるのに対し、結果６３の１日あたり約８６Ｊ／ｃｍ^２照射した場合では、ポリフェノール量は約５．９％減少している。これは、紫外線量が多すぎて、細胞が損傷しポリフェノールを生合成する部位が減ったためであると考えられる。

以上より、紫外線を照射するＬＥＤを必要最小限使用し所定の照射量とすることで発熱を抑え、野菜等の蒸散を抑えることができ、最も効果的にポリフェノールの生合成を促進することができる。

また、単色発光のＬＥＤ同士を組み合わせるだけでなくＬＥＤと蛍光体との組み合わせでも良い。

また、視野角の広いＬＥＤを使用することにより、ＬＥＤの個数を減らすことができ、ポリフェノールを生合成する効果を得ながらも、安価に光照射装置３２を構成することができる。

また、図７は光照射装置の電気回路図を示し、図８はＬＥＤ４１および３４の実装配置図であり、実装基板３個のＬＥＤ３４ａ、３４ｂ、３４Ｃを並列にした系統３４Ａと、ＬＥＤ４１に対応した系統４１Ａを接続構成している。ＤＣ５Ｖ〜１２Ｖを印加し、３０ｍＡ程度の電流を流すことで、ＬＥＤ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、４１を発光させるものである。電流値は３０ｍＡ程度と小さく安全である。図７に示すようにマイコンから信号を出力してオンオフを制御するトランジスタとＬＥＤに流す電流を設定する電流制限を行う抵抗をＬＥＤに直列に設けＬＥＤの点灯消灯などを制御する。この構成の、実際の基板の実装においては、抵抗を制御基板側に配置すれば、光照射装置３２の実装基板３３を小型化でき、野菜室内に配置しやすく、また、抵抗の発熱を抑えることができるので野菜の保存性能を向上する。一方、抵抗を光照射装置３２の実装基板側に配置すれば、故障などの際に点灯確認や不良箇所を発見しやすいなどの効果がある。以上のようにＬＥＤ４１は主に緑黄色野菜の自己防衛機能を刺激しポリフェノールの生合成を促す。ＬＥＤ３４は、例えば５９０ｎｍをピークにもち、５５０ｎｍから６２０ｎｍの範囲の波長を発光する高輝度のＬＥＤで庫内灯として、また、光合成によるビタミンＣの生合成を促進にも利用する。このように異なる目的で設けた発光素子はそれぞれ目的達成に必要な照射量に応じて別の電流制限抵抗を設けることとマイコンによるトランジスタの制御を行うことで簡単な構造に纏めることが出来る。

保存した野菜の自己防衛機能を刺激しポリフェノールが増加した栄養成分に富んだ野菜にするには、刺激が弱すぎても強すぎてもまずいので紫外線照射量を制限する必要があるため、ＬＥＤを常に点灯するのではなく、点灯時間や光出力を制限することが必要である。この制限により、ＬＥＤの寿命を延ばし、光照射装置を交換不要とする効果もある。これにより無駄なエネルギーを使わずに効果的な食品保存が可能になる。収穫前の生育状態の植物においてもポリフェノール増加のための太陽光による紫外線の適度な照射量を照射する時間帯は１日の中でも限られているごとく収穫後冷蔵庫の中でポリフェノールを増加させる紫外線を点灯する時間は消灯する時間より大幅に短くてよい。

以上のように構成された冷蔵庫において、以下その動作を説明する。図１の冷却器１１で冷却された冷気はファン１２により冷凍室２００内に送りこまれ、冷凍室は所定の温度約−１８℃に冷却される。一方、冷却器１１で冷却された一部は風路１４を通過し、ダンパ１３の開閉により制御され、冷蔵室１００、切替室４００、製氷室５００に送り込まれ、冷蔵室１００は所定の約３℃、切替室４００は設定に応じた温度、製氷室５００は−１８℃にそれぞれ冷却される。野菜室３００は野菜の蒸散を抑えるため、直接冷気を吹き込まず、野菜室３００上部の切替室４００及び製氷室５００、野菜室３００下部の冷凍室２００からの輻射を利用して所定の温度約５℃に間接冷却される。なお既に述べてきたように間接冷却でなく冷気を循環させる構造でも良いことは当然である。またこの庫内冷却動作は１つの冷却機の構造で説明したが、複数の冷却器を設ける構造の場合は冷気の流れが異なるだけで同様な動作であることは当然である。

図２のように野菜室３００内には収納容器３０と第２の収納容器３１が設置され、野菜室に野菜を収納する場合、主としてポリフェノールの生合成の効果が望まれるホウレンソウやコマツナなどの緑黄色野菜は第２の収納容器に３１、暗所保存が望ましいジャガイモ、タマネギなどの根菜類は収納容器３０下部に、区分して収納する。第２の収納容器３１に収納された野菜類は第２の収納容器３１の背面にある光照射装置３２により光が照射される。一方、収納容器３０下部に収納した根菜類には光は非透過性材料により遮断され、あるいは収納容器３１に収納される食品によって妨害され直接光が照射されることはない。

図９は光照射装置の簡単な制御のフローチャート図、図１０は光照射の制御と野菜のポリフェノール生合成のタイムチャート図である。図９において、冷蔵庫本体１の電源投入後、ステップ４０でＬＥＤ３４を３灯点灯する。次にステップ４１でＬＥＤ４１を動作させる状態が選択されているかどうかを判定する。ＬＥＤ４１を動作させる状態が選択されていないときは、ステップ４２でＬＥＤ４１も操作パネル表示もオフする。

ステップ４１でＬＥＤ４１を動作させる状態が選択されていれば、ステップ４３で冷蔵庫が霜取り動作に入った場合、ステップ４４にてＬＥＤ４１を点灯し、ステップ４５にてＬＥＤ４１の照射をはじめて１６０分経過後、ステップ４６に進み、ＬＥＤ４１を消灯する。ステップ４３の霜取り動作は一日に１回入る制御になっているので、ステップ４３から４６の一連の制御を取ることでポリフェノール増量に必要な紫外線量、すなわち１日当たり０．５〜５０Ｊ／ｃｍ^２の紫外線量を照射する制御となる。なお図８の様に混合配置しているとき、常時点灯している光源３４とほとんど点灯を目視される時がない光源４１が存在する。このためユーザが光源４１に対し故障と判断される恐れがあり、この対策としてあたかも点灯している如く感じさせる様に光源３４からの反射を利用したり着色表面などが必要である。更に扉背面、光照射装置３２外表面あるいはその近傍などに注意書き記載を行う。

図１１に、豆苗を用いて、紫外線非照射の場合とＬＥＤ４１として１ｍＷ／ｃｍ^２の光出力があるＬＥＤを１日１６０分照射することで、１日あたり９．６Ｊ／ｃｍ^２照射した場合とで３日保存したときのポリフェノールの変化量を光量によって比較した試験結果のグラフ図である。縦軸は保存開始前のクレソンに含まれるポリフェノール量を基準に、各条件下でのポリフェノール量をパーセント表示したものである。つまり、グラフ内の１００％のラインは、３日後のポリフェノール量が初期値と比較しても変わらない、同等であることを示す。図１１に示すとおり、結果６０は光を一切当てずに３日間保存した豆苗のポリフェノール量を初期と比較したものであり約１０３％と初期値を殆ど変わらない範囲で増減を判断できないレベルである。一方、結果６１は、３６５ｎｍの光を１日あたり約９．６Ｊ／ｃｍ^２照射して３日間保存した豆苗のポリフェノール量を初期と比較したものであり初期値に比べ約１５％増加している。なお、光出力は１ｍＷ／ｃｍ^２に限定されるものではなく家庭用冷蔵庫に搭載できる大きさで発熱の少ない光源であればよいし、照射時間も光出力に応じて、１日当たり０．５〜５０Ｊ／ｃｍ^２の紫外線量を確保できればどのような照射時間であっても構わない。

一般に、３８０ｎｍの紫外線の作業環境上のしきい値は１０^４Ｊ／ｍ^２すなわち１Ｊ／ｃｍ^２を１日８時間で浴びたときとされている。本仕様で紫外線が照射される位置はＬＥＤ４１から約３ｃｍである。冷蔵庫使用者が野菜室をあけ、作業をするとき、人が最もＬＥＤ４１に近い距離で約３０ｃｍである。光の強さは距離の２乗に反比例するため、１日あたり約９．６Ｊ／ｃｍ^２を野菜に照射しても、人が作業する位置に直接照射されたと仮定してもその光量は最大で約０．０９６Ｊ／ｃｍ^２となる。実際の作業では野菜室の扉を開けて食品を引き出すものであり必ずしも野菜室の奥まで手を入れて作業するわけではなく、人が受ける紫外線量は更に小さいものであると考えられるため、今回提示する１日当たり０．５〜５０Ｊ／ｃｍ^２の紫外線量という数値範囲は人に悪影響ない照射量であると考えられる。なお、初期値に対するポリフェノール増量のため、上記以上の照射量を必要とする場合は、人に過度の照射がされないように、扉を開けてもＬＥＤ４１の光が外に漏洩しない構造にする、例えばＬＥＤ４１の光が直接庫外に照射されないよう斜め下向きなど、冷蔵庫使用者に直接光が当たらないような一定方向に傾けて設置しても良い。またＬＥＤ４１を背面でなく側面や天井面に設けても良い。ＬＥＤ４１から照射された光はまたは扉開を検出したらＬＥＤ４１を消灯するなどの制御をしても良い。

また、屋外の紫外線量は、年間平均１ｍＷ／ｃｍ^２であるが、冬の曇り時は０．１μＷ／ｃｍ^２、夏場は４ｍＷ／ｃｍ^２である。冬は日光の照射時間も短く植物の防衛機能への刺激も弱い、すなわちポリフェノール生合成量が少ないと考えられる。このため、季節によってＬＥＤ４１の出力をこの季節と合わせる自然と同じ形に変更してもよい。季節は、冷蔵庫の図示しない外気サーミスタの検出温度により判定する。或いは電気品室２１の基板２２のマイコンにカレンダー機能を設けるなどで季節を判断しても良い。これにより植物が置かれてきた自然環境と同様な環境で植物が維持する栄養を増やすことが出来る。なお、空調や調理による影響を避けるために季節の判定は冷蔵庫周りに人がいないときとして、あらかじめドアの開閉を記憶させて時間設定した深夜時間帯の温度から推論してもよい。但し最近の冷蔵庫設置場所での空調により影響される場合などでは電灯線信号により外部から通信を介して天気予報などの週間情報等を入手して温度データから季節を判定するなどでも良い。

上記は紫外線ＬＥＤ１灯の場合について述べたが、２灯以上設置されていてもよい。このとき、紫外線光源４１Ａと別系統でＬＥＤを配置し、それぞれのマイコンによりその点灯、消灯を交互に制御することによって、光出力を確保しながらＬＥＤの寿命を延ばすことができるので、扉開閉等を検知せずとも十分な寿命を確保することが可能である。また、複数のＬＥＤを１系統としてすなわちグループ制御することにより、マイコンのポート数を減らすことができ、基板を簡素化する効果がある。また、使用するＬＥＤの個数や必要な光出力によっては印加電圧・電流を適宜選択すればよい。

図１０のタイムチャート図において、図９ステップ４３霜取り開始動作をトリガーに、ＬＥＤ４１を点灯することで、光を照射された野菜は自己防衛機能を刺激されてポリフェノールの生合成を始める。ＬＥＤ４１は冷蔵庫に内蔵された図示しないタイマーで時間をカウントし、約１６０分連続点灯してから消灯する。点灯時間を消灯時間より大幅に短くすれば良く、例えば３時間点灯し１日の残りを消灯などでも良い。また１６０分を連続とせず間欠的な照射で照射されている時間が１６０分としても良いが自然環境に合わせ連続とした。冷蔵庫における霜取り動作は、庫内を冷却する庫内の冷気が循環するとき冷気に含まれる水分が蒸発器である冷却器１１のフィンに固着するのでこの霜を除去する動作である。冷凍サイクルにおける蒸発器は圧縮機１０にて循環される冷媒が蒸発する際に熱交換器にて庫内の空気を冷やし、その際に庫内の空気に含まれる水分は冷却器のフィンに霜となって固着する。この霜を除去するために冷却器下部に設置されたヒータを作動させて、霜を蒸発させて除去する。このとき庫内のファン１２を停止させ、ダンパを閉じ各室へ冷気を吹き込んでいないが、冷気の吹き込みが遮断され、ヒータの熱漏洩により庫内の温度が上がることになる。冷凍室のごとき０℃以下の様に温度が低い庫室内では温度が高いほどポリフェノールの生合成作用が活発に起こるので霜取り動作のときに庫内の光源から照射することが有効である。更に霜取り動作は、一日のうち冷蔵室の扉開閉のパターンを記憶し、扉開閉の少ない時間帯を狙って行われるので、これらのあらかじめ設定された条件に応じて光源からの光の照射をおこなえばよい。なおここでは霜取り動作を光照射を制御する基準として説明したがドアの開閉を記憶させて時間を設定したり、あらかじめマイコンのタイマー動作で深夜時間帯を設定してその時間帯だけ点灯させそれ以外の時間帯では消灯させるなどの時間基準を設けても良いことは当然である。この点灯と消灯のサイクルは１日１回である必要は無く野菜の栄養増強などの必要性に応じて複数回に分けるなど設定すれば良い。

また、冷蔵庫の他の間欠的に行われる機器動作と連動させることで一定以上の照射時間を確保しても良い。例えば、冷凍室サーミスタの温度によってオンオフする圧縮機のオンタイミングまたはオフタイミングに合わせてＬＥＤ４１を一定時間点灯しても良い。この場合は、ＬＥＤ４１は冷蔵庫に内蔵された図示しないタイマーで時間をカウントし、外気温度や冷凍室の設定温度など圧縮機オン時間の長短に影響する因子により点灯時間を変える。また、冷凍室や切替室などのダンパの開閉タイミングに応じて、例えばダンパ開または閉のたびにＬＥＤ４１を点灯するとしてもよい。また、野菜室のサーミスタ温度が一定値以上上昇したとき、冷蔵庫使用者が野菜室の扉を開けて新しい野菜を入れたものと考えて、ＬＥＤ４１を若干の時間を置くなどの後で点灯開始し一定時間点灯させても良い。また温度制御とは直接関わりないが、同一の定電圧電源に接続する機器の動作と連動させることで、回路構成を簡易にして一定以上の照射時間を確保しても良い。例えば、製氷用の水を間接的に浄化するための紫外線ＬＥＤと連動して扉開閉時・給水ポンプ動作時・満氷検知時などにＬＥＤ４１を一定時間点灯させても良い。一度に点灯する時間は数分程度であるが、断続的に何度も行われる動作なので全体として本実施例に示した照射時間は十分に得ることができる。いずれにしても、家庭用冷蔵庫の電源で点灯するＬＥＤの光出力では、１日うちの長くても数時間程度照射すれば野菜を損なうことなく十分にポリフェノールを増量する効果が得られるので、残りの１日の大半の時間は消灯しているように制御する。

次に、冷蔵庫１００の扉に設置された操作パネル５の操作スイッチを操作することによって、ＬＥＤの点灯と消灯を切り替えることができる。図９のステップ４７にて操作パネルはスイッチ入力を受付け、ＬＥＤ４１を点灯する状態が選択された場合はポリフェノールという表示を点灯し、ＬＥＤ４１を消灯する状態が選択された場合はポリフェノールという表示を消灯し、制御基板に状態データを送信する。ステップ４８にて信号を受けた制御基板はそのデータに応じてＬＥＤ４１を点灯または消灯する。スイッチ操作でＬＥＤの点灯、消灯を選択できるようにすることで、葉菜をあまり保存しないユーザが消灯させたり、葉菜があまり出回らなくなる冬の間はスイッチ操作で消灯させたりすることができる。

また、操作パネルは冷蔵庫の外に設置されているものに限らず、庫内に設置されているようなものでも良い。操作パネルから冷蔵庫の庫内照明を操作する指示を携帯電話などからインターネットを通して住居内に設けられているＩＣアダプターにて信号を変換し電灯線などの有線や無線などにて冷蔵庫内の制御装置に指令を伝えることでも良い。また操作パネルの操作スイッチを点灯オンにした時から１６０分間ＬＥＤ４１が点灯するようにしても良い。このとき図示しないタイマーで時間をカウントし操作スイッチオンから２４時間後にＬＥＤ４１を点灯するようにしても良い。

最後にステップ５０にてコンセントが抜かれ、或いは停電などにより冷蔵庫１自体の電源がリセットされたときは、そのときの状態を記憶し、再度電源が投入されたときはステップ４０に戻り、電源リセット前の状態から開始できるようにする。

以上のような制御でＬＥＤ４１を点灯することで、ポリフェノールの増量効果を得ることができる。更に光源を背面等に埋めこむことができるので、露付きを防止するために密閉度を上げることができ、またユーザが不用意に触れることを阻止し、紫外線がポリフェノールの生合成に必要な領域以外に漏洩しにくく、故障の可能性を回避し、また安全性を確保できる。また、光照射のタイミングは扉が閉じられているときに行わなくてはならないという考えではなく、以上のような構造と制御を行うことで、扉開閉を認知せずに点灯すれば良いので、扉開閉を認知する手段であるドアスイッチなどの部品を用いなくてすみ、システム自体を安価に、省エネルギーに構成することができる。もちろん扉開放時あるいは扉閉鎖時の信号を持ってきて点灯消灯の切り替えや光出力レベルの切り替えなどをマイコンの設定により自由に行えることは当然である。また、点灯するＬＥＤを複数設けた場合は点灯をそれぞれ交互に行うことで、ＬＥＤの寿命を延ばし、冷蔵庫の寿命の間は光照射装置の交換が不要となる。

また、定格値に対して少ない電流値で１日あたり約９．６Ｊ／ｃｍ^２を確保し、ＬＥＤ４１の経年劣化による光出力の低下に応じて電流値を上げるなどの照射仕事量を制御してもよい。また、ＬＥＤ４１が複数個ある場合は、経年変化により、ＬＥＤ４１単体の光出力が落ちた場合は同時に点灯するＬＥＤの個数を増やして、照射仕事量を確保するような制御を行っても良い。このときはまた、ユーザが選択できる光照射の種類は点灯、消灯の２種類だけではなく、２灯点灯、１灯点灯、消灯のように３段階制御とすれば、ポリフェノールの生合成を有効に促進したい場合は２灯に、ポリフェノールの生合成を少なめに促進したい場合は１灯に、省エネルギーを重視する場合は消灯に設定すれば良い。また、２灯点灯、１灯点灯、消灯の３段階をそれぞれ野菜室の温度設定の強・中・弱に連動させれば、葉菜に適した温度環境である「強」、通常の野菜室に連続もしくは間欠的にして庫内灯が点灯し保存効果もある「中」、温度設定を高くし省エネルギーの野菜室の「弱」と、野菜室全体で３種類の提案ができ、特別に光照射の設定を操作パネルに設けなくてすむので、操作パネルインターフェースの簡素化にもなる。また、操作パネルで設定できる「省エネモード」や「節電モード」に連動させて、ＬＥＤを消灯させても良い。

また、ＬＥＤ４１が点灯するとき光合成作用を促進するＬＥＤ３４も点灯していると、より太陽光に近い光となり、植物にとって最も自然な生理作用が得られる。また、ＬＥＤ４１が点灯するとき光合成作用を促進するＬＥＤ３４を消灯するまたはＬＥＤ３４が点灯するとき光合成作用を促進するＬＥＤ４１を消灯することで、適宜必要最低限の光を照射することになるので、省エネである。また、ＬＥＤ４１の点灯タイミングと光合成作用を促進するＬＥＤ３４の点灯タイミングを全く連動させないことで、各々の波長において最適な反応を得られる必要最低限の光量を得ることができる。

また、輻射冷却を利用した野菜室ではなく、他室と同様に冷気を吹き込む形式の冷蔵庫においては、霜取りの際に発生した水分を野菜室に吹き込めば、水分欠乏によるストレスを野菜に与えることないので鮮度を保持できる。冷気の循環と光源からの光照射はまったく無関係に行われる。すなわち冷気の循環は庫内の温度検出に応じてファン動作やダンパ動作に応じて必要なところに必要な冷気が送付される。一方光の照射はポリフェノールの生合成としては強さのある照明を間欠的に、扉開放時などは連続的に弱い光源から照射される。

図１２はこの発明を実施するための他の野菜室の斜視図、図１３はその断面図である。図２では、収納容器３０を非透過材料、第２の収納容器３１を透過材料で構成したが、図１２のように、第２の収納容器３１を非透過材料で構成し、その背面の光照射装置３２から光が照射する一部のみ透過材料で構成し、光透過窓４０を設けてもよい。その際収納容器３０の構成材料は透過、非透過は問わない。

以上のような構成を取ることによって、葉菜類を保存する第２の収納容器３１内に照射された光はその容器内の照射された個所で反射され、ＬＥＤの持つ光束をロスすることなく、野菜に当てることができ、収納容器３０に保存された食品への光の遮断性も更に良くなる。また、第２の収納容器３１の表面に凹凸をつければ、容器内で光が乱反射や散乱を起こすので、指向性の強いＬＥＤであっても、より広い範囲において光合成の効果を促すことが可能である。

図１４、図１５はこの発明を実施するための別の野菜室内の断面図である。図２では、収納容器３０を非透過材料、第２の収納容器３１を透過材料で構成したが、図１４のように、第２の収納容器３１を非透過材料で構成し、収納容器３０を透過材料で構成し、光照射装置３２もしくは実装基板３３に傾斜をつけることによって。収納容器３０内に光を照射し、第２の収納容器３１内へは光が遮断されるようにしてもよい。

以上のような構成を取ることによって、一般的にかさの大きい葉菜類を下部の収納容器３０に保存し、小さく細かいものが多く、光照射にはあまり適さない根菜類を上部の第２の収納容器３１に保存することができるのでより整理性が良くなる。また、図１５のように、光を照射する部分のみ透過材料で構成し、光透過窓４０を設けても同様の効果が得られる。またその場合は全面反射材料で包囲されるので、照射された光の効果を増大させる効果がある。

図１６はこの発明を実施するための別の野菜室内の斜視図である。図２などにおいては、光照射装置３２は第２の収納容器３１の平面に設置されていたが、図１６のように側面に配置してもよい。あるいは野菜室３００の上部の奥側に設け、更にこの光照射装置３２を傾けたり、ＬＥＤの向きを傾けて照射される光が容器３１の内部全体に届くように斜めに照射することで容器表面からの反射や更に容器表面に凹凸を設けたところからの反射により容器内で光が乱反射や散乱を起こすことを利用すると有効である。

以上のような構成を取ることによって、側面や上面奥側から発光された光は対するプラスチック材料からなる側面に反射するので、光を無駄なく照射し、野菜の保存性においては他の構造の収納容器以上の効果があり、扉を開けているときにも庫外へ光が逃げることがないので、店頭でのアピール効果を高めることも出来る。図１６では光源を側面であって奥行きに対しては中央部に設けた説明をしているがポリフェノールの生合成作用にとっては中央部より奥側が反射させやすく望ましい位置である。

図１７は別の構造の冷蔵庫の外観図、図１８はその野菜室の断面図である。図１７において、１は冷蔵庫本体で、冷蔵庫１の最上部に中央からそれぞれ左右に開く２枚の開閉ドアを備えて配置される冷蔵室１００と、冷蔵室１００の下方に開閉ドアを備える製氷室５００と、製氷室５００の下方に開閉ドアを備えた冷凍室２００と、製氷室５００と冷凍室２００の隣に配置し、開閉ドアを備えた野菜室３００とからで構成される。図１８のように縦長に設けられた野菜室３００の中には引き出し型の収納容器で小さな果物やトマトの大きさに適した３１ａ、３１ｂ、葉菜などの中間の大きさの野菜に適した３１ｃ、ペットボトルや大きめの野菜の保存に適した３１ｄが上から配置されている。素子３２a、３２ｂ、３２ｃは光照射装置でそれぞれの収納容器に光を照射することができる。

以上のような構成をとることで、既に説明してきた光源による光照射と同様の効果を得ることができる。また、素子３２ｂだけを使用すれば、葉菜を収納容器３１ｃ、光照射に適さない根菜類を収納容器３１ａ、３１ｂに保存すれば、さまざまな種類の野菜保存にも対応できる。また、光照射装置３２を複数つける場合は紫外線ＬＥＤとオレンジ色ＬＥＤで構成した光照射装置３２に加え、オレンジ色ＬＥＤのみで構成した光照射装置３２、紫外線ＬＥＤのみで構成した光照射装置３２など色の違う光照射装置を設置し、光合成に適した葉菜類をオレンジ色光のもとに、ポリフェノールを増加させたい食品を紫外線光のもとに、どちらともバランスよく効果のほしい食品は紫外線＋オレンジ色光のもとに保存してもよい。このような複数の種類の異なる波長の光照射装置を常に点灯させるようにしても、霜取り時等に光出力アップさせるなどの既に説明した制御内容と併用させれば視覚に与える悪い影響を抑えることが出来る。また、光照射装置３２単体内のＬＥＤ３４をオレンジ色ＬＥＤ以外にも複数種の色のＬＥＤ例えば赤や青など異なった色のものでそれぞれ光照射装置３２を構成すれば、野菜がさまざまな光形態形成を行うことを可能とする。以上説明してきた光源は実装基板３３に複数の光半導体であるＬＥＤ素子を複数設け構造や配線を簡単化したが、１箇所の基板に１個のＬＥＤ素子でも良いし、冷蔵庫の庫室に１個のＬＥＤを配置する構成でも良い。すなわち野菜室の庫室奥側に約５９０ｎｍ波長の素子１個を設けて庫内灯と光合成促進と兼用とし、更に野菜室の下部奥側に約３７５ｎｍ波長の素子１個を設け点灯しても良い。このように発光素子の特性によって基板を分けることで、各々の素子特性にとって最適な位置に設置し、各々の効果を最大限有効に利用することができる。

上記までの説明では主として収納容器の構造で光源からの光を遮る遮光部や光を照射する個所しない個所について説明してきた。しかし、収納容器を設けない庫室、例えば棚を設けて食品を仕分けして収納する構造などがある。これらの収納部である各棚の構造に図２や図１２−図１６の構造、例えば遮光部を設けても良い。例えば棚に光を透過する透明や網状の構造や透過しない部材を使用したり、棚の一部に光照射窓を設けたり、棚を光を散乱させるような構造にしても良い。なお図４の構成では光照射装置３２を風路１４の中に埋め込んで固定したが、断面図である図１９に示すように風路１４の外側に配置し、断熱部外側からネジ３９で固定しても良い。

以上のような構成をとっても、今までの説明と同様の効果を得ることができ、また、光照射装置３２は庫内壁面に取り付けられており交換の際あるいは除去する際に風路１４まで解体しなくてすむので、交換が容易にできるという効果があるし断熱部の断熱材と分離が容易で断熱材のリサイクルが簡単である。

本発明の光照射装置３２は野菜室３００に設置したが、冷蔵室１００、冷凍室２００、製氷室４００、切替室５００に設置してもよい。近年、野菜室の容量が足りなかったり、野菜室よりも温度の低いという理由で冷蔵室に野菜を保存することもあるので、同様の効果が得られる。また、間欠的で、短時間だけ使用する制御を行うので、どのような室に用いるような場合でもビンやペットボトルのお茶やジュース類の色変化への影響も少ない上に、魚や肉のうまみ成分やシイタケなどのビタミンＤを増加する効果がある。

また、図５記載の各ポリフェノール類に応じた波長である４００ｎｍや５６０ｎｍを含むＬＥＤを併用することで、より多様な作物でポリフェノールを増量する効果が得られる。
例えば、図２６は、４７０ｎｍ近辺の波長を発光するＬＥＤを併用した別の光照射装置の拡大断面図であり、図２７は４７０ｎｍ近辺の波長を発光するＬＥＤの波長分布図である。図において、光源である光照射装置５１は、ＵＶ−Ａ波長領域にある３７５ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を発光するＬＥＤ５２と４７０ｎｍ近辺の波長を発光するＬＥＤ５３（青発光ダイオード素子）とを少なくとも各１灯以上実装した基板５４と、各ＬＥＤ５２および５３を保護する光透過性のカバー５５からなり、基板５４及びカバー５５は固定板５６で支持されている。
以上のような構成を取ることによって、ＵＶ−Ａ波長領域のＬＥＤ５２によって緑黄色野菜のポリフェノールを増量できるとともに、青色波長領域のＬＥＤ５３によってナス、イチゴ、ブルーベリーなど紫の色素を持つ作物のポリフェノールを増量できる。このように、適応作物を多様にすることができ、また、ＬＥＤ５３の青色光は、光合成を促進する効果もあり、野菜のエネルギー源となる糖を増量する効果があるため、暗所で消耗し続ける野菜とは異なり生命力のあるすなわち鮮度の良い状態で野菜などの作物を保存することができる。図２８は、カットしたキャベツに青色光を照射して保存５日後時点の様子を示したもので、キャベツが紫色を呈していることがわかる。これはアントシアニンが蓄積し、色が紫化したものである。このように、青色光は紫の色素を持つ野菜や果実以外の作物の含有ポリフェノールも増量することができる。さらに、このアントシアニンはＵＶ−Ａ波長領域のＬＥＤにより増量するフラボノイド類と同じポリフェノールであり、上述したポリフェノールの作用と同様の抗酸化作用がある。フラボノイド類は、上述にも記載したが、動脈硬化抑制や食事発生癌の軽減などが効果として知られており、アントシアニンは視神経の働きを支えているロドプシンという色素の再合成を促して、疲れ目を改善し、視力を向上させたり、肝機能を向上させたり、血圧抑制するなどの効果が期待されるポリフェノールとして知られている。ＵＶ−Ａに青を追加することで、人の健康に同等の効果を相乗的に増やすとともに個別の効果を得られるポリフェノールを増量することができる。
さらに、他のＬＥＤの併用として、図２９は上記した光照射装置５１に、５９０ｎｍの波長をピークに５５０〜６２０ｎｍの波長を発光するＬＥＤをさらに併用した光照射装置の拡大図であり、図３０は５９０ｎｍの波長をピークに５５０〜６２０ｎｍの波長を発光するＬＥＤの波長分布図である。図において、光源である光照射装置５１は、ＵＶ−Ａ波長領域にある３７５ｎｍから４００ｎｍの範囲の波長を発光するＬＥＤ５２と４７０ｎｍ近辺の波長を発光するＬＥＤ５３（青発光ダイオード素子）と５９０ｎｍの波長をピークに５５０〜６２０ｎｍの波長を発光するＬＥＤ６３（橙発光ダイオード素子）とを少なくとも各１灯以上実装した基板６４と、各ＬＥＤ５２、５３および６３を保護する光透過性カバー６５からなり、基板６４及びカバー６５は固定板６６で支持されている。
以上のような構成を取ることによって、効率的に光合成を発現でき、結果として、ビタミンＣを増量できる。また、赤色光を使用すると野菜、果実などの作物の見た目が悪くなるが、橙色光の場合では、野菜、果実などの作物の色合いをアップできる。

これらの作物は、冷蔵庫外に放置して追熟し食品の色に関係するポリフェノール類を増加させることがあるが、このとき作物は温かい環境に放置されるため呼吸も活発になり劣化も進む。冷蔵庫内の低温環境下で特定の波長を照射することで、食品の劣化を抑制しながらポリフェノール類を増加させる効果が得られる。
例えば、キャベツ、ナス、イチゴ、ブルーベリーなどにアントシアニンが含有されていることは前記したとおりであり、これ以外にも大根、紫蘇、カリフラワー、ブロッコリーなどにもアントシアニンが含有されている。これらは多くの場合、冷蔵庫で保存され、これらに青色光を照射すると、野菜の色目が紫化する。これは、アントシアニン増量のサインである。上記したように、投入したエネルギーに対するポリフェノール増量効果だけを見ると青色光のみの照射の方が効率的である。また視覚的に判断できる。橙色波長領域の波長には、先に記載したようにアントシアニンを増量出来る最適波長が含まれるため、単独でもアントシアニンを増量する効果があるが、非常に緩慢である。青色波長領域の波長では青色の受容体により光の刺激が敏感に感じ取られ、野菜などの作物の体内の様々な作用が活性化させる。したがって、青色光を付加することでアントシアニンの増量が加速される。ちなみに、青色光とは約４７０〜４９０ｎｍにピーク波長を持つ発光ダイオード素子（ＬＥＤ）を指す。この帯域は青色光の光受容体であるフォトトロピン、クリプトクロムの吸収波長の第２のピークに相当する（図３１参照）。合わせて、アントシアニンの吸収極大点にも近似しており、この帯域の光を作物に照射することでアントシアニンが増量される。さらに、この帯域の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）は多数の発光ダイオード素子メーカーが生産しており、入手性にも優れている。
ところで、図３１にあるフォトトロピン、クリプトクロムの吸収波長の第１ピーク４５０ｎｍ付近であるが、この領域の発光ダイオード素子（ＬＥＤ）はメーカーにて取り扱いが皆無に等しく、特殊であるため入手が困難であるという課題があり、図３２に示すように６６０ｎｍは赤色光の受容体のフォトクロムの吸収波長のピークに相当し（図３１参照）、生長を促進させる働きのある光であり、そのため、収穫後の野菜などに照射すると生長が促進し、結果として野菜保有の栄養素を消費することになってしまったり、赤色光を緑黄色野菜に照射すると黒っぽく見え、演色性が低下して見た目のうまさ感が劣るという課題がある。
これに対して、橙色光の波長であれば、フォトクロムの吸収波長のピークからずれており、生長促進効果も小さく、かつ効率的に光合成を発現できるため、結果として、ビタミンＣを増量でき、さらに野菜や果実などの作物の色合いをアップすることができ、また、青色光は光合成を促進する効果や野菜のエネルギー源となる糖を増量する効果があるので、橙色光の波長の発光のみよりも生命力のあるすなわち鮮度の良い状態で野菜を保存できる。したがって、上述した４７０ｎｍ近辺の波長を発光するＬＥＤ５３（青発光ダイオード素子）と５９０ｎｍの波長をピークに５５０〜６２０ｎｍの波長を発光するＬＥＤ６３（橙発光ダイオード素子）の組み合わせを実装した光照射装置であっても良く、その場合の条件の一例としては、橙発光ダイオード素子−照度２０００Ｌｘで連続照射、青発光ダイオード素子−照度や照射時間は橙発光ダイオードの照度や照度時間以下、例えば橙発光ダイオードの約１０％（約１００−３００Ｌｘ、約１００−２００ｍｉｎ／日）など、効果発現を図る設定を適宜すると良い。なお、照射は橙色と青色と同時でも、個別でもよい。そして、連続照射であっても、パルス照射であってもよい。要は受容体を刺激する閾値以上の光を照射し、これと照射時間の積が増量に必要な照射光子量以上となる条件であればよい。この２種類の発光ダイオード素子から光を照射することで、ポリフェノール、ビタミンＣを増量できると共に、特に、青の効果として、生長抑制もあり、鮮度保持が図れるという効果を得ることができる。

また、上述した発光ダイオード素子（ＬＥＤ）の形状は、発光ダイオードユニットの設置位置によって選定しても良い。すなわち、視野角の狭い高輝度タイプを用いることで、必要照度範囲を垂直方向に広げることができるので、発光ダイオードユニットを野菜から離れた位置に設置しても十分な照度を得られる。また、視野角の広いタイプを用いると、水平方向に必要照度範囲を広げられるので、発光ダイオードユニットを無駄に大きくしなくても照射範囲を広くとることも出来る。さらに発光ダイオードユニットには視野角の異なる発光ダイオードを混載しても良いことはいうまでもない。またカバー３５の形状を、上述した効果をより拡大する形状としてもよく、視野角の狭い高輝度タイプの場合は、光をさらに収束させるレンズ形状で、視野角の広いタイプは光を拡散させるようにシボやプリズムなどの光拡散構造をとってもよい。
また、上段ケースはアントシアニンを多く含む果実や小物野菜・カット野菜の収納に適しており、アントシアニンの増加効果を増幅できるという効果が得られる。
また、上記実施例では光照射にＬＥＤを用いる説明であるが、発熱量や消費電力量が少なく低温環境下でも動作し十分な光量が得られる発光素子であればよく、例えば有機エレクトロルミネッセンスや面発光素子などを用いてもよい。

本発明は、以上説明のように野菜室内あるいは冷蔵室内の一画に、主として野菜類を収納する収納容器や棚などを備え、収納容器等の背面に光照射部を配置したものである。その収納容器に遮光部を備えることで光を照射する一画と光を照射しない一画を備えることが可能になる。

また本発明は、光照射部の光源としてＬＥＤを単数または複数個備え、ＬＥＤをそれぞれ一定時間ごとに点灯または消灯させたり、ＬＥＤが複数の場合はＬＥＤをそれぞれ一定時間ごとに点灯または消灯し、数年使用後、ＬＥＤ単体の光出力が低下してきたら、同時に点灯するＬＥＤの個数を増やすことなどが可能で使いやすく、省エネルギー効果が大きい。またＬＥＤを複数のＬＥＤグループに分け、そのＬＥＤグループごとに制御すると構造が簡素化される。

また本発明は、冷蔵庫扉に設置した操作パネルやリモコン、冷蔵庫内の操作パネルあるいは通信を介した携帯電話などから冷蔵庫の運転などを操作することによって、例えば光照射機能を停止することができたり、庫室の温度設定と照明を同時に操作することができる。

また本発明は、霜取り中とその後数時間等のような特別な時間帯に光を照射することで更に食品保存性能を高めることが可能である。

またこの発明に係る冷蔵庫は、背面より３２０ｎｍ−４００ｎｍ程度のピーク波長の光を照射する光照射装置と、照射域を限定するための遮光部と、その点灯制御とを備え、また、収納容器の背面に設置し、あるいは側面や上面などの奥側から斜めに照射するように設置するので光が全体に照射されて野菜の見た目を損なわずに栄養分を増加させる。また、この発明の冷蔵庫の光照射装置は、ＬＥＤを間欠照射させたり、または複数設けてその点灯をそれぞれのＬＥＤで交互に行うよう制御し、ＬＥＤ寿命を延ばすことができる。

本発明は上記で説明してきたように、単色の発光体ダイオードを個別にあるいは組み合わせて複数用いて野菜その他の食品に光を照射しポリフェノールの生合成などをコントロールして栄養対策の効果を得ようとするものである。この発光ダイオードを複数設置する場合は、個別にあるいはグループに区分けして電源に並列に接続してそれぞれの発光させるものと発光させないものを設けること等によりエネルギーを多く使わずに、且つ、装置交換を不要とするような寿命の長く、無駄なエネルギーを使わない効率的な装置を得る制御をする構成を述べてきた。次にＬＥＤ４１を複数用いる場合で別の制御回路構成と動作を図２０以下で説明する。図２０は光照射装置を上記図７などとは別の方法で点灯させる際の電気回路図である。図２０のように各ＬＥＤ４１ａ、４１ｂまたはＬＥＤ３４ａ、３４ｂで、それぞれのＬＥＤに流す電流値を決定する電流制限抵抗を直列に設け電流を数十ｍＡや数ｍＡに抑える。更に直列に設置するトランジスタの入力にＬＥＤのオンオフの周期にあわせてマイコンなどの制御装置から信号を出力することでＬＥＤの点灯と遮断を繰り返す電気回路を構成し、ＬＥＤを点灯させる際には、ちらつきを感じさせないような速い周期（例えば４ｋＨｚ程度）を１周期とし、その間、ＬＥＤへの通電／遮断を交互に行うようにしたものである。

また、トランジスタのオンオフを制御するマイコンなどの制御装置により通電／遮断の割合（通電率）は任意に調整可能とする。図２１はこのマイコンを制御して人の目にはちらつきを感じさせない程度のオンオフを行う通電率すなわち１周期の間の通電時間比率を示す図である。通電率を調整することで、光出力の調整が可能になる。また、ＬＥＤの光出力に対する寿命は、その通電時間に依存するが、この方法のように、ＬＥＤを点灯させる際にも遮断時間を設ければ、その分、ＬＥＤの寿命を延ばすことができる。また、通電／遮断の周期を人の目の感覚よりも速く設定することで、ＬＥＤの光がちらついて見えることを防ぐことができる。また、この電気回路にすると、さらに消費電流が小さくなるので、省エネルギー化が一層図れる。このような周期はあらかじめ設定しておき必要に応じて自由に選択する構成とすればよい。

また、通電時間が増加するにつれて、劣化によりＬＥＤの光出力は低下してくるから、通電／遮断時間の割合（通電率）を適宜調整することで、長期間にわたって、ＬＥＤの光出力を一定に保つことが可能になる。図２２は通電率の変更例を示すタイムチャート図である。図２３フローチャートに示す様に冷蔵庫の電源を投入すると、まずは初期の通電率６０％で点灯させる（ステップ５０）。電源投入後の使用時間が１年を経過した場合（ステップ５１）、通電率を７０％に変更する（ステップ５２）。使用時間が５年を経過した場合（ステップ５３）通電率を８０％に変更する（ステップ５４）。通電率・使用時間は使用する発光素子の種類・数量によって光出力などの特性が異なるのでデータを把握して数値を選択すれば、常に必要な最低の照射仕事量を得られるように調整することが可能である。更に加えて既述のように点灯する個数の変更と組み合わせることにより効率の良い装置が得られるだけでなく、冷蔵庫を使用している期間中に取替えが必要のない装置を得ることも可能である。なお上記図２２，２３等の説明のように運転時間に合わせて点灯させるＬＥＤの個数増加や通電率アップとする構成を説明してきたが、ＬＥＤの劣化にあわせ、すなわち個々のＬＥＤの光出力低下にあわせ個数増加や通電率アップをすればよいので、例えば電流制限抵抗の一部を短絡させるスイッチを設けるなどにより光出力を検出して変更したりする構成などでも良い。

図２０に記載された各ＬＥＤを直列とし早い周期でオンオフされる構成の光源装置を図４のように、透過性のカバー３５で一括して保護するものでも良い。これにより、冷蔵庫の振動によりその照射角度が変動しないように固定され、且つ、裏面は回路のショートをシール３６で覆い防止されるだけでなく、カバー３５内への露付きを防止するために、Ｏリング３８を挟み込むことにより密着度を上げ冷気を遮断し、実装基板３３の露付きや、水滴による光の乱反射を防止する。また、図１９のようにカバー３５は突起部３９を持ち、収納容器がカバー表面にぶつかることを阻止する形状をしており、カバー表面の傷つきによる光の乱反射や、実装基板３３、ＬＥＤ３４および４１の破壊、故障を防止する。

図２０に記載された各ＬＥＤを直列とし人の目にちらつきを感じさせるより速い周期でオンオフされる構成の光源装置を図１８のように野菜室に別々に異なる特定波長のものを配置して一括した直列構成の制御を行っても良い。すなわち図１８のように野菜室３００の中に引き出し型の収納容器で小さな果物やトマトの大きさに適した３１ａ、３１ｂ、葉菜などの中間の大きさの野菜に適した３１ｃ、ペットボトルや大きめの野菜の保存に適した３１ｄが上から配置し素子３２a、３２ｂ、３２ｃは光照射装置でそれぞれの収納容器に異なる種類の特定周波数の光を照射することができる。このような構成をとることで、既に説明してきた光源による光照射と同様の効果を得ることができる。素子３２ｂだけを使用すれば、葉菜を収納容器３１ｃ、光照射に適さない根菜類を収納容器３１ａ、３１ｂに保存すれば、さまざまな種類の野菜保存にも対応できる。また、光照射装置３２を複数つける場合は紫外線ＬＥＤとオレンジ色ＬＥＤで構成した光照射装置３２に加え、オレンジ色ＬＥＤのみで構成した光照射装置３２、紫外線ＬＥＤのみで構成した光照射装置３２など色の違う光照射装置を設置し、光合成に適した葉菜類をオレンジ色光のもとに、ポリフェノールを増加させたい食品を紫外線光のもとに、どちらともバランスよく効果のほしい食品は紫外線＋オレンジ色光のもとに保存してもよい。このような複数の種類の異なる波長の光照射装置を常に点灯させるようにしても、霜取り時等に光出力アップさせるなどの既に説明した制御内容と併用させれば視覚に与える悪い影響を抑えることが出来る。また、光照射装置３２単体内のＬＥＤ３４をオレンジ色ＬＥＤ以外にも複数種の色のＬＥＤ例えば赤や青など異なった色のものでそれぞれ光照射装置３２を構成すれば、野菜がさまざまな光形態形成を行うことを可能とする。以上説明してきた光源は実装基板３３に複数の光半導体であるＬＥＤ素子を複数設け構造や配線を簡単化したが、１箇所の基板に１個のＬＥＤ素子でも良いし、冷蔵庫の庫室に１個のＬＥＤを配置する構成でも良い。すなわち野菜室の庫室奥側に約５９０ｎｍ波長の素子１個を設けて庫内灯と光合成促進と兼用とし、更に野菜室の下部奥側に約３７５ｎｍ波長の素子１個を設け点灯しても良い。このように発光素子の特性によって基板を分けることで、各々の素子特性にとって最適な位置に設置し、各々の効果を最大限有効に利用することができる。

以上のようにこの発明の冷蔵庫は、赤や青を単色で使わないような組み合わせの構成とし、同一の周波数であろうと異なる周波数であろうと複数の特定周波数のＬＥＤを同時にあるいは別々の時間に点灯させたりあるいは消灯させる制御を行うので、無駄なエネルギーを使用させない制御を行うことにより、野菜などの食品の見た目を損なわずに栄養分を増加させるという効果を有する。更に、この発明の冷蔵庫の光源は、ＬＥＤを間欠照射させ、またその点灯をそれぞれのＬＥＤを瞬時もしくは所定のサイクルで切り替えたり点灯させないものを設けたり交互などに制御するなど省エネルギーできる制御により、ＬＥＤ寿命を延ばすことができるので効率が良い冷蔵庫が得られると言う効果を有する。また複数の種類の異なる特定波長のＬＥＤを、収納する食品に応じてすなわち庫室や棚ごとに準備し冷蔵庫内もしくは冷蔵庫外に設けられた操作手段の操作により、光源である光照射する半導体発光素子を選択し、光の波長を選択するスイッチを切り替えたり、あらかじめ設定された時間により個別にオフさせる事により使い勝手の良い冷蔵庫とすることが出来る。例えば庫内の温度調整パネルにＬＥＤ選択スイッチを設け、それぞれ波長の違うＬＥＤ基板を選択して点灯させることや１つのＬＥＤ基板に波長の異なる複数種類のＬＥＤを搭載してその中から点灯したい種類の波長のＬＥＤを選択して制御させるなど、ビタミンを増強させる栄養アップなどの目的に応じた波長のＬＥＤを選択してあらかじめ設定されている制御内容にて点灯をさせることができる。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、本発明は野菜などの食品を見た目が悪くならず、各種の保存形態に対して効果的に食品を保存することができる冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は少ない半導体発光素子（ＬＥＤ）を効果的に使用するので、使用寿命が長く効率の良い冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は下部に設置された収納容器内など必要な個所に保存した食品にも光が照射でき、保存性の良い冷蔵庫を得るものである。

また、本発明は、ＬＥＤを維持しやすく、安価で組み立てやすく、無駄なエネルギーの少ない且つリサイクルのし易い冷蔵庫を得るものである。

この発明に係る冷蔵庫は、植物の自己防衛機能を刺激する波長の光を間欠照射する単数または複数の光源と、各光源を個別に点灯制御を行う制御装置とを備えるものである。更にこの発明は光源からの光を照射する個所、照射しない個所を有する食品を収納する収納容器を備えたので、ポリフェノールを貯蔵中に増加させることが出来る。

この発明の冷蔵庫は、ＵＶ−Ａ波長領域の紫外線を間欠照射するとしたので、野菜などの食品の見た目を損なわずに栄養分を増加させる効果を有する。また、この発明の冷蔵庫の光源は、ＬＥＤを間欠照射させ、またＬＥＤを複数設ける場合はその点灯をそれぞれのＬＥＤで交互などに制御し、ＬＥＤ寿命を延ばすことができるので効率が良い冷蔵庫が得られると言う効果を有する。

この発明の実施の形態１における冷蔵庫を示す断面図である。この発明の実施の形態１における野菜室内を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における光照射装置の波長分布図である。この発明の実施の形態１における光照射装置を示す拡大断面図である。この発明の実施の形態１における光照射装置のＬＥＤ波長と色の関係を示す表を示す説明図である。この発明の実施の形態１における植物の光反応作用波長特性図である。この発明の実施の形態１における光照射装置を示す回路図である。この発明の実施の形態１における光照射装置基板を示す実装図である。この発明の実施の形態１における光照射制御を示すフローチャート図である。この発明の実施の形態１における光照射制御を示すタイムチャート図である。この発明の実施の形態１における適度な光照射時の野菜試験の結果を示すグラフ図である。この発明の実施の形態１における別の野菜室内を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における別の野菜室内の照射を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の野菜室内の照射を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の野菜室内の照射を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の野菜室内の照射を示す斜視図である。この発明の実施の形態１における別の冷蔵庫を示す外観図である。この発明の実施の形態１における別の野菜室形態を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の光照射装置を示す断面図である。この発明の実施の形態１における光照射装置を示す回路図であるこの発明の実施の形態１における通電率を示す図であるこの発明の実施の形態１における通電率の変更例を示すタイムチャート図であるこの発明の実施の形態１における通電率の変更例を示すフローチャート図であるこの発明の実施の形態１における過度の光照射時の野菜試験の結果を示すグラフ図である。従来技術である特許文献４記載の適度な光量照射時の野菜試験の結果を示す図である。この発明の実施の形態１における別の光照射装置を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の光照射装置の波長分布図である。この発明の実施の形態１における野菜保存効果を示す図である。この発明の実施の形態１における別の光照射装置を示す断面図である。この発明の実施の形態１における別の光照射装置の波長分布図である。この発明の実施の形態１における光受容体フォトトロピンの吸収波長を示す図である。この発明の実施の形態１における光受容体フォトクロムの吸収波長を示す図である。

符号の説明

１冷蔵庫本体、１０圧縮機、１１冷却器、１２ファン、１３ダンパ、１４風路、３０収納容器、３１第２の収納容器、３２光照射装置、３３実装基板、３４光合成用ＬＥＤ、３５カバー、３６シール、３７断熱部、３８Ｏリング、３９突起部、４０光照射窓、４１紫外線ＬＥＤ、５３４７０ｎｍ近辺の波長を発するＬＥＤ、６３５５０〜６２０ｎｍの波長を発するＬＥＤ、１００冷蔵室、２００冷凍室、３００野菜室、４００切替室、５００製氷室。

Claims

冷蔵庫の庫内に配置され主として紫外線を特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源を間隔を置いて点灯消灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、点灯する時間より消灯する時間を長くすることを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され主として紫外線を特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源を間隔を置いて所定時間点灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、点灯を前記冷蔵庫本体に設けられ前記冷蔵庫の運転を行う圧縮機、ダンパ開閉装置、製氷装置等の機械装置の動作もしくは操作スイッチの操作もしくは除霜、抗菌などの制御に同期して行うことを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され主としての紫外線を照射する光源と、前記光源の間隔を置いた点灯消灯を制御可能な冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、前記冷蔵庫内に配置され食品を収納可能な収納容器もしくは前記収納容器近傍に設けられ前記収納容器内に照射する前記紫外線が冷蔵庫扉方向から庫外への直接の照射をさえぎる遮光部と、を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され主として紫外線を特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源の点灯を制御することにより特定の時間帯に照射する光出力を強くする冷蔵庫本体に設けられた制御装置と、を備え、前記単数または複数の光源の光出力制御は前記単数または複数の光源の繰り返し通電を行う周期内の通電率を変化させることを特徴とする冷蔵庫。
前記光源を半導体発光素子とし、約３２０−４００ｎｍ前後のＵＶ−Ａ波長を出力する光を単独にて、または他の波長領域の光を組み合わせて使用することを特徴とする請求項１または２または３または４に記載の冷蔵庫。
前記他の波長領域の光を、約４７０ｎｍ近辺の青色光波長または約５５０−６２０ｎｍ前後の橙色光波長を出力する光とすることを特徴とする請求項１または２または３または４または５記載の冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源を間隔を置いて点灯消灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置とを備え、前記光源を半導体発光素子とし、約４７０ｎｍ近辺の青色光波長を出力する光と約５５０−６２０ｎｍ前後の橙色光波長を出力する光を組み合わせて使用し、点灯する時間より消灯する時間を長くすることを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源を間隔を置いて所定時間点灯する冷蔵庫本体に設けられた制御装置とを備え、前記光源を半導体発光素子とし、約４７０ｎｍ近辺の青色光波長を出力する光と約５５０−６２０ｎｍ前後の橙色光波長を出力する光を組み合わせて使用し、点灯を前記冷蔵庫本体に設けられ前記冷蔵庫の運転を行う圧縮機、ダンパ開閉装置、製氷装置等の機械装置の動作もしくは操作スイッチの操作もしくは除霜、抗菌などの制御に同期して行うことを特徴とする冷蔵庫。
冷蔵庫の庫内に配置され特定収納容器もしくは特定個所に収納される収納物に直接もしくは透光板を介して所定の照射を行う単数または複数の光源と、前記単数または複数の光源の点灯を制御することにより特定の時間帯に照射する光出力を強くする冷蔵庫本体に設けられた制御装置とを備え、前記光源を半導体発光素子とし、約４７０ｎｍ近辺の青色光波長を出力する光と約５５０−６２０ｎｍ前後の橙色光波長を出力する光を組み合わせて使用し、前記単数または複数の光源の光出力制御は前記単数または複数の光源の繰り返し通電を行う周期内の通電率を変化させることを特徴とする冷蔵庫。
前記光源である半導体発光素子を覆い光を通過させるとともに前記冷蔵庫内とは連通させずに冷気を遮断するカバーと、を備え、前記半導体発光素子および前記カバーを冷蔵庫本体に固定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記光源である半導体発光素子を点灯させる際、ちらつきを感じさせない速い周期で通電／遮断を繰り返すことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記半導体発光素子の照度の低下もしくは運転経過時間に合わせて前記光源を点灯させる通電／遮断の割合を調整可能とすることを特徴とする請求項１１記載の冷蔵庫。
前記光源である複数の半導体発光素子を個別に点灯消灯させる制御を行う制御装置と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の冷蔵庫。
冷蔵庫内を複数に区画された庫室を設け、０℃以上の冷蔵室温度、野菜室温度、および冷凍室温度に設定された庫室の少なくともいずれかひとつに前記光源を配置し、前記庫室に配置された光源からの光の照射方向と、前記庫室内を循環する冷気の動く正もしくは逆方向がほぼ同様な方向であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の冷蔵庫。
前記制御装置は季節に応じて日射量の多い時期と少ない時期に関するカレンダー機能を有し、もしくは通信やセンサーにて前記冷蔵庫の外部から外気温度など日射量に関する情報を入手して、前記紫外線照射量を前記日射量により変更することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれかに記載の冷蔵庫。