JP2010038524A

JP2010038524A - 冷蔵庫

Info

Publication number: JP2010038524A
Application number: JP2008234697A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Horio; 好正堀尾; Masaaki Tanaka; 正昭田中; Tadashi Adachi; 正足立; Mitoko Ishita; 美桃子井下; Toshiaki Mamemoto; 壽章豆本
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-02-18
Also published as: JP4367570B1; JP2010038526A; JP4367569B1; JP2010038527A

Abstract

【課題】冷蔵庫の扉開閉時に、赤外線センサーが検知する温度の誤検知を解消し、食品温度検知の応答性に優れた冷蔵庫を提供する。
【解決手段】食品の表面温度を検知する赤外線センサー１２８が設置された貯蔵室と、赤外線センサー１２８を始点として赤外線センサー１２８の検知面の投影面上に隣接する隣接貯蔵室とを備え、貯蔵室と隣接貯蔵室は同温度帯とすることで扉開閉時での検知温度の精度向上が図れると共に、誤検知の要因である結露やサーミスタ自身の温度変動抑制を図ることで、安定して食品温度を検知できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、非接触センサーを利用した冷蔵庫に関するものである。

近年、冷蔵庫の大容量化の需要が高まるにつれて、無効空間縮小による容積効率の向上を図った冷蔵庫や、使い勝手の観点からさまざまなレイアウトの冷蔵庫が発売されている。

その中で、冷蔵庫では従来から庫内の温度を検知するために庫内の空気温度をサーミスタ等で測定し、例えば熱い食品が入れられた時等では、庫内に多数設置したサーミスタによって、この熱い食品の影響で温められた庫内空気の温度を測定することで冷却量を調整していた。しかしながら、このような冷蔵庫では食品の実際の温度を測定しているわけではないので、実際に食品を冷却できたかどうかが分からない。よって食品を冷却するには周囲を冷却しながら食品を目的の温度まで冷却するため、食品自身が目的の温度まで冷却されるには時間がかかるということがあった。そのため、庫内に赤外線センサーを設けることで、実際の食品の温度を検知し冷却運転を行うようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の冷蔵庫を説明する。

図１１は、特許文献１に記載されている冷蔵庫の側面縦断面図であり、図１２は一部拡大側面断面図であり、断熱箱体で形成された冷蔵庫本体１の内部を貯蔵空間として最上部に冷蔵室２、下方に野菜室６、最下部には冷凍室８をそれぞれ独立して配置し、冷蔵室２と野菜室６との間には断熱仕切壁を介して切替室９と図示しない製氷室とを左右に併置しており、各貯蔵室の前面開口には各々専用の扉を設けて開閉自在に閉塞している。

野菜室６の後部には、冷凍室８や切替室９、製氷室など冷凍用冷却器１４およびこの冷凍用冷却器１４で生成された冷気を貯蔵室内に循環する冷却送風ファン１６を配置し、さらに冷凍用冷却器１４の前方位置に、冷蔵室２と野菜室６とを冷却する冷蔵用冷却器１５と図示しないファンを設けており、本体下部に設置した圧縮機１７の駆動および冷媒の図示しない流路切替弁の切替え制御によって前記冷凍および冷蔵用冷却器１４、１５に交互、あるいは双方同時に冷媒を流し、冷却された冷気を冷却送風ファン１６により冷凍温度帯側および冷蔵温度帯側の各貯蔵室に送風して、それぞれを所定温度に冷却制御している。

冷凍用の冷却器１４から吐出された低温の冷気は冷却送風ファン１６によって、冷凍室８、製氷室、および切替室９に分流され、それぞれ専用ダクトを介して送風され冷却される。

切替室９については、冷気吹出口２０から室内に冷気を吹き出し、この冷気で冷却される負荷である食品２１の温度を、天井面に取り付けられた赤外線センサー２８で検出するとともに、あらかじめ設定された温度になるように冷凍サイクルの運転、および冷気吹出口２０近傍に設置した冷気ダンパー３２を開閉制御することによって室内への冷気導入量を調整し、食材２１を所定の設定温度になるよう制御している。

このようにして、赤外線センサー２８で対象となる食品２１の表面温度を検知し、必要な時に必要な量だけの冷却運転を行うことで効率的な冷却運転制御を行っている。
特開２００７−２１２０５３号公報

上記従来の構成では、切替室９の天井部に設置された赤外線センサー２８が検知する温度は、扉が閉まっている時は食品２１の温度を検知し、検知した食品２１の温度によって冷凍用冷却器１４で生成された冷気を冷気ダンパー３２で開閉制御し、室内への冷気導入量を調整する。これにより、食品２１を所定の設定温度になるように制御している。しかし、扉を開けた場合に赤外線センサー２８の検知は食品２１から外れ投影面上の断熱仕切り部を検知することになる。この断熱仕切り部は下部の野菜室６からの熱伝導による温度影響を受けて切替室９とは異なる温度となっていることから、赤外線センサー２８は切替室９温度相当まで冷却された食品とは異なる温度を検知する。つまり、赤外線センサー２８が検出している部分が扉の開放時に急激な温度変化を受けることになる。具体的には、従来の切替室９が冷凍温度に設置されており、切替室９に保存されている食品２１を確認するだけのために扉を開けた場合に、赤外線センサー２８は食品が投入された温度と誤検知し冷却を開始するため切替室９を過度に冷却しすぎて無駄なエネルギーを必要とするという課題を有していた。

また、これを解決するために扉の開閉を検知するためのスイッチ機能を設ける方法もあるが、扉の開閉中は赤外線センサー２８での検知とスイッチ制御との連動制御を行う必要があり、制御の複雑化を招き、誤作動要因が増加する可能性がある。

また、赤外線センサー２８は先端部に結露等で水滴が付着した場合には食品２１を検知することなく水滴を検知することとなるため、例えば扉開閉時の外部からの暖気流入によってセンサー先端の検知部分の結露防止のために、赤外線センサー２８のセンサー部にシャッター機構を設ける方法もあるが、複雑なメカ構造となるため、誤作動要因が増加する可能性がある。特に低温度となる冷蔵庫の貯蔵室内においてはこういった複雑なメカ構造では例えば潤滑油の潤滑性の低下によるメカ構造の信頼性低下や故障といった問題がおこりやすく、これらはとりわけ冷凍温度帯に設定された部屋においては顕著となる。さらに結露が凍った場合や霜等によって可動動作の障害が生じるといった可能性も懸念されるといった課題があった。

本発明は、上記の課題を解決するもので、複雑な方法を使用せずにより簡単な方法で非接触センサーの誤検知を解消することができ、冷蔵庫の貯蔵室内においてより精度の高い温度検知を行う非接触センサーを備えることで、より省エネルギーで効率的な冷却運転が可能な冷蔵庫を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、複数の断熱区画により複数の温度帯で構成された断熱箱体と、前記断熱箱体で断熱区画され食品の表面温度を検知する非接触センサーが設置された貯蔵室と、前記貯蔵室の前記非接触センサーを始点として前記非接触センサーの検知する方向の投影線上に隣接する隣接貯蔵室とを備え、前記貯蔵室と前記隣接貯蔵室は同温度帯もしくは前記非接触センサーが設置された貯蔵室よりも前記隣接貯蔵室の方が低温度帯であるものとした。

これによって、非接触センサーの検知方向側に隣接する貯蔵室が高い温度であることによる高温の熱影響による非接触センサーの誤検知を防止することができ、非接触センサーと隣接貯蔵室の仕切り壁との間に食品や食品収納容器のような介在物が存在しない場合であっても、貯蔵室と同温度付近もしくは貯蔵室よりも低温度を検知するので、非接触センサーが高い温度の食品が投入されたといった誤検知を行うことを抑えることができる。

本発明の冷蔵庫は、非接触センサーと隣接貯蔵室の仕切り壁との間に介在物が存在しない場合であっても、非接触センサーの誤検知を抑えることができるので、より精度が高く、高品質の温度検知が可能な非接触センサーを備えた冷蔵庫を提供することができる。

本発明の請求項１に記載の冷蔵庫は、複数の断熱区画により複数の温度帯で構成された断熱箱体と、前記断熱箱体で断熱区画され食品の表面温度を検知する非接触センサーが設置された貯蔵室と、前記貯蔵室の前記非接触センサーを始点として前記非接触センサーの検知する方向の投影線上に隣接する隣接貯蔵室とを備え、前記非接触センサーが設置された貯蔵室と前記隣接貯蔵室は同温度帯もしくは前記非接触センサーが設置された貯蔵室よりも前記隣接貯蔵室の方が低温度帯であるものである。

これによって、非接触センサーの検知方向側に隣接する貯蔵室が高い温度であることによる高温の熱影響による非接触センサーの誤検知を防止することができ、非接触センサーと隣接貯蔵室の仕切り壁との間に食品や食品収納容器のような介在物が存在しない場合に隣接貯蔵室との仕切り壁の温度を検知した場合であっても、貯蔵室と同温度付近もしくは貯蔵室よりも低温度を検知するので、非接触センサーが高い温度の食品が投入されたといった誤検知を行うことを抑えることができる。

また、特に引き出し式の貯蔵室の場合には、扉を開けた場合には必ず非接触センサーと隣接貯蔵室の仕切り壁との間に食品や食品収納容器のような介在物が存在しない構成となるが、その場合であっても非接触センサーは貯蔵室と同温度付近もしくは貯蔵室よりも低温度を検知するので、扉開閉時に誤検知を抑えることができる。

請求項２に記載の冷蔵庫は、請求項１に記載の発明に加えて、非接触センサーは赤外線センサーとしたものであり、前記赤外線センサーを貯蔵室内の比較的に温度の高い部分に設置されたものである。

これによって、扉開閉や霜取り時における暖気や、負荷から発生する暖気に含まれる湿分や水分が赤外線センサーに結露や着霜し難くなる。つまり、赤外線センサー周辺部と暖気との温度差が小さくなるので絶対湿度が同じでも相対湿度の相違が小さくなり結露や着霜として付着し難くなる。これにより、結露や着霜、また、結露後や着霜後の冷却運転等における氷結などにより、食品温度以外の赤外線センサーに付着した水、霜、氷を検知し、精度が低下することを抑制できるので、より誤検知の抑制が可能である。さらに、検知食品との赤外線センサー部分の温度差を大きく取れるため、輻射による伝熱量が大きくなり、赤外線センサーで検出する赤外線量が大きくなり、赤外線センサーのノイズや微妙な温度変動、例えば、庫内の循環ファンによる冷却時の温度変動によるノイズとの差が大きくなるので検知しやすく、食品の表面温度を精度良く検出できる。

請求項３に記載の冷蔵庫は請求項２に記載の発明に加えて、赤外線センサーは、隣接貯蔵室の温度帯よりも高い温度帯である保存室を備え、前記保存室の近傍に設置されたものである。

これによって、少なからずとも温度の高い保存室からの熱影響を受け赤外線センサー部の温度が他の部分より高くなり、結露や着霜を抑制できる。これにより、結露や着霜、また、結露後や着霜後の冷却運転等における氷結などにより、食品温度以外の赤外線センサーに付着した水、霜、氷を検知し、精度が低下することを抑制できるので、より誤検知の抑制が可能である。さらに、常に結露がしにくい状態を維持しておくことで、さらにセンサーの検知部分の結露を抑制して、食品温度以外の水滴温度を検知する誤検知を防止することができると共に、寿命劣化原因となる水滴の付着がしにくい状態を維持することで製品寿命を延ばすことができる。さらに検知食品との温度差を大きく取れるため、センサー検知精度の向上を図ることができる。

請求項４に記載の冷蔵庫は、請求項２または請求項３に記載の発明に加えて、赤外線センサーは、貯蔵室と保存室とを断熱区画する断熱仕切り部に設置されたものである。

これによって赤外線センサーは保存室からの熱影響を受けやすく、より結露や着霜を抑制でき精度の低下を抑制できる。さらに、赤外線センサーの検知部の貯蔵室内への露出度が抑制できるため、庫内を流れる冷気による温度変動の影響を受けにくく、検知温度のズレを抑制することができる。

請求項５に記載の冷蔵庫は、請求項４に記載の発明に加えて、赤外線センサーは先端が前記断熱仕切り部の表面または表面より内側に設置されたものである。

これによって、赤外線センサー先端部が突出していないので、貯蔵室内に食品を大量に入れられた場合や、清掃時でも赤外線センサーの検知部に異物が付着することが無いため検知の誤動作を招かない。また庫内に突出していないので庫内容量を確保することができる。

請求項６に記載の冷蔵庫は、請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の発明に加えて、赤外線センサーを設置した貯蔵室の温度帯を冷凍温度帯とすることで、検知する食品の温度と赤外線センサーの基準温度（サーミスタ温度）との温度差が大きくなることで一層精度良く温度検知を行うことができる。

請求項７に記載の冷蔵庫は、請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の発明に加えて、赤外線センサーの検知する視野角度を５５°以下としたものであり、赤外線センサーの視野角度を狭めることで検知精度を高め冷却不足防止を図る。例えば、角度が広くなると赤外線センサーで温度検知している温度検知面も大きくなり、食品設置面以外の温度を検知したり、検知したい食品以外の食品が温度検知面に存在する可能性が増加する。これにより、対象食品以外の温度がノイズとなり精度の低下の可能性があるが、本発明では視野角を５５°以下に狭めているので、精度の低下が抑制される。

請求項８に記載の冷蔵庫は、請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の発明に加えて、赤外線センサーが検知する面の視野範囲に視野範囲よりも小さい目印を設けたものであり、赤外線センサーが確実に検知できる範囲に食品を収納することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の正面図である。図２は本発明の実施の形態１による冷蔵庫の側面断面図である。図３は本発明の実施の形態１による上段冷凍室の一部拡大側面断面図である。

図１から図３に示すように、冷蔵庫本体１０１は、前方に開口する金属製（例えば鉄板）の外箱１２４と硬質樹脂製（例えばＡＢＳ）の内箱１２５と、外箱１２４と内箱１２５の間に発泡充填されたウレタン断熱材１２６からなる断熱箱体で、この本体の上部に設けられた冷蔵室１０２と、冷蔵室の下に設けられた上段冷凍室１０３と、冷蔵室１０２の下で上段冷凍室１０３に並列に設けられた製氷室１０４と、本体下部に設けられた野菜室１０６と、並列に設置された上段冷凍室１０３及び製氷室１０４と野菜室１０６の間に設けられた下段冷凍室１０５で構成されている。上段冷凍室１０３と製氷室１０４と下段冷凍室１０５と野菜室１０６の前面部はそれぞれ引き出し式の扉１０３ａ，１０４ａ，１０５ａ，１０６ａにより開閉自由に閉塞されると共に、冷蔵室１０２の前面は、観音開き式の図示しない扉１０２ａにより開閉自由に閉塞される。

冷蔵室１０２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃の冷蔵温度帯で設定されている。野菜室１０６は冷蔵室１０２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。低温にすれば葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。上段冷凍室１０３は冷凍保存のために通常−２２から−１８℃の冷凍温度帯で設定されているが、使用者の好む冷凍保存状態によっては、解凍等の調理の手間が省ける−７℃前後のソフト冷凍温度帯に設定することも可能であり、さらに冷凍保存状態の向上のために、通常の冷凍温度帯である−２２から−１８℃よりもさらに低いたとえば−３０から−２５℃の低温冷凍温度帯で設定されることもある。下段冷凍室１０５は冷凍保存のために通常−２２から−１８℃で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、通常の冷凍温度帯である−２２から−１８℃よりもさらに低いたとえば−３０から−２５℃の低温冷凍温度帯で設定されることもある。

冷蔵室１０２や野菜室１０６は庫内をプラス温度で設定されるので、冷蔵温度帯を呼ばれる。また、上段冷凍室１０３や下段冷凍室１０５や製氷室１０４は庫内をマイナス温度で設定されるので、冷凍温度帯と呼ばれる。

冷蔵庫本体１０１の天面部は、冷蔵庫本体１０１の背面方向に向かって階段状に凹みを設けて機械室１１９があり、第一の天面部と第二の天面部で構成されている。この階段状の凹部に配置された圧縮機１１７と、水分除去を行うドライヤ（図示せず）と、コンデンサ（図示せず）と、放熱用の放熱パイプ（図示せず）と、キャピラリーチューブ１１８と、冷却器１０７とを順次環状に接続してなる冷凍サイクルに冷媒を封入し、冷却運転を行う。前記冷媒には近年、環境保護のために可燃性冷媒を用いることが多い。なお、三方弁や切替弁を用いる冷凍サイクルの場合は、それらの機能部品を機械室内に配設することも出来る。

また、冷蔵室１０２と製氷室１０４および上段冷凍室１０３とは第一の断熱仕切り部１１０で区画されている。

また、製氷室１０４と上段冷凍室１０３とは第二の断熱仕切り部１１１で区画されている。

また、製氷室１０４および上段冷凍室１０３と、下段冷凍室１０５とは第三の断熱仕切り部１１２で区画されている。

第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２は、冷蔵庫本体１０１の発泡後組み立てられる部品であるため、通常断熱材として発泡ポリスチレン１２６が使われるが、断熱性能や剛性を向上させるために硬質発泡ウレタンを用いてもよく、更には高断熱性の真空断熱材を挿入して、仕切り構造のさらなる薄型化を図ってもよい。

また、扉フレームの稼動部を確保して第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の形状の薄型化や廃止を行うことで、冷却風路を確保でき冷却能力の向上を図ることもできる。また、第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の中央部をくりぬき、風路とすることで材料の低減につながる。

また、下段冷凍室１０５と野菜室１０６とは第四の仕切り部１１３で区画されている。

冷蔵庫本体１０１の背面には冷却室１２３が設けられ、冷却室１２３内には、代表的なものとしてフィンアンドチューブ式の冷気を生成する冷却器１０７が断熱仕切壁である第二および第三の仕切り部１１１、１１２の後方領域を含めて下段冷凍室１０５の背面に上下方向に縦長に配設されている。また、冷却器１０７の材質は、アルミや銅が用いられる。

冷却器１０７の近傍（例えば上部空間）には強制対流方式により冷蔵室１０２，製氷室１０４、上段冷凍室１０３、下段冷凍室１０５、野菜室１０６の各貯蔵室に冷却器１０７で生成した冷気を送風する冷気送風ファン１１６が配置され、冷却器１０７の下部空間には冷却時に冷却器１０７や冷気送風ファン１１６に付着する霜を除霜する除霜装置としてのガラス管製のラジアントヒータ１３４が設けられている。除霜装置は特に指定するものではなく、ラジアントヒータ１３４の他に、冷却器１０７に密着したパイプヒータを用いても良い。

冷気送風ファン１１６は、内箱１２５に直接配設されることもあるが、発泡後に組み立てられる第二の仕切り部１１１に配設し、部品のブロック加工を行うことで製造コストの低減を図ることもできる。

次に非接触センサーである赤外線センサー１２８を取り付けている上段冷凍室１０３の構成について説明する。

図３に示すように、上段冷凍室１０３の天井面である第一の断熱仕切り部１１０には、食品１２１の温度を検知する赤外線センサー１２８が検知する面の投影面上の隣接貯蔵室がある方向（本実施例の場合は下方向）に向かって設置してある。上段冷凍室１０３の背面上部には冷却器１０７で生成された冷気が吐出される吐出口（図示せず）と、上段冷凍室１０３内を循環した冷気が、再び冷却室１２３に戻るための戻り口（図示せず）が設けてある。本実施例のように、赤外線センサー１２８を断熱仕切り部内に設置することで、吐出口から吐出される冷気の風の影響を受けにくくできるため、検知精度の向上を図ることができる。さらに、赤外線センサー１２８先端部を断熱仕切り部の表面よりも内側もしくは同一面とすることで貯蔵室内に食品１２１を大量に入れられた場合や、清掃時でも赤外線センサー１２８の検知部に異物が付着することが無いため検知の誤動作を招かない。さらに庫内への突出による清掃時の引っかかりがないため過剰な力の加重による部品の欠落や検知方向のズレ等を防止することができる。また庫内に突出していないので庫内容量が減少せず、容量の確保をすることができる。

また、赤外線センサー１２８が検知する貯蔵室内のケース１２７には、赤外線センサー１２８が検知できる範囲である視野範囲内であることを示す目印１３３が設けられており、お客様にとって食品１２１の置き場がわかりやすい配慮がされている。また、目印１３３は赤外線センサー１２８が検知する視野範囲よりも小さい範囲で設けることで、食品１２１の収納時には確実に温度検知が行えるように配慮されている。特に赤外線センサー１２８は検知する範囲の中心部が最も赤外線の検知強度が強く検知範囲の端に行くほど弱くなるので、検知精度を高めるためにも中心を基準として目印１３３をつけると良い。

この目印は本実施の形態のように引き出し式の扉を備えた貯蔵室である上段冷凍室１０３の天面側に赤外線センサー１２８が備えられる場合には、引き出し式の扉１０３ａを開けた状態で食品を投入する際に使用者がどの位置に食品を置けばいいのかわかりにくいため、目印が１３３あることでより使用者の食品載置が的確となり、赤外線センサー１２８の検知精度を高めることが可能である。

次に、本実施の形態で使用した赤外線センサー１２８について説明する。

赤外線センサー１２８は、検知する面の範囲から発せられる赤外線量を先端のサーモパイル１２９で検出し、電気信号に変換している。サーモパイル１２９の周囲には赤外線センサー１２８の検知範囲を絞る集光部材であるプローブ１３０があり、さらに基板部分に配置されている基準温度であるサーミスタ１３１の電圧と比較することによって検知した対象物の温度を算出することで温度検知を行っている。この赤外線センサー１２８は検知範囲の円内部において、中心が最も赤外線検知強度が強く、端に行くほど検知強度が弱くなる。そのためサーモパイル１２９の視野角度をより絞ることで検知物の赤外線量の強度を上げることができ、対象物温度を確実に検出することができるが、視野角度の一部がプローブ１３０の先端部に重なるため先端部温度の影響を受け誤検知の要因となることにより、本実施の形態ではサーモパイルの視野角を５５°以下としている。

本実施の形態に用いた赤外線センサー１２８は、シリコン基板上に形成された多数の熱電対で構成されたサーモパイル１２９を用いた。さらにプローブ１３０部分の材質は熱伝導性に優れたアルミナ粉末を用いた成型物であるが、熱伝導性に優れた材質であれば、例えばマグネシア粉末や窒化アルミニウム粉末などのセラミック粉末を分散させた成型物でも良い。また、赤外線センサー１２８の検知応答性において樹脂タイプのプローブ１３０を用いると応答性に遅れが生じるものの、比重が低減できるため重量低減に効果がある。樹脂タイプのプローブ１３０において厚みを薄くすることで若干の応答性向上を図ることができ、体積低減も行えるため省材料で環境負荷の低減も行うことができる。薄肉化は、熱伝導性に優れた金属製の材質でも同様である。

このように、赤外線センサー１２８の検知精度を高めるために検知する範囲をより絞る赤外線集光部材であるプローブ１３０を備えるとより視野角度が狭くなるが、それによって検知精度を向上させることができる。

また、赤外線センサー１２８の検知面は蓄冷機能を有するもので形成するので、検知面そのものの温度変動が少なくなるため、温かい食品が投入された場合にはより正確に検知することが可能な構成である。

以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作、作用について説明する。

例えば冷蔵室１０２が外気からの熱侵入および扉開閉などにより、庫内温度が上昇して冷蔵室センサ（図示せず）が圧縮機１１７の起動温度以上になった場合に、圧縮機１１７が起動し庫内の冷却が開始される。圧縮機１１７から吐出された高温高圧の冷媒は、最終的に機械室１１９に配置されたドライヤ（図示せず）まで到達する間、特にコンデンサー（図示せず）や外箱１２４に設置される放熱パイプ（図示せず）において、外箱１２４の外側の空気や庫内のウレタン断熱材１２６との熱交換により、冷却されて液化する。

次に液化した冷媒はキャピラリーチューブ１１８で減圧されて、冷却器１０７に流入し冷却器１０７周辺の庫内空気と熱交換する。熱交換された冷気は、近傍の冷気送風ファン１１６により庫内に冷気が送風され庫内を冷却する。この後、冷媒は加熱されガス化して圧縮器１１７に戻る。庫内が冷却されて冷凍室センサ（図示せず）の温度が停止温度以下になった場合に圧縮機１１７の運転が停止する。

上記のような運転サイクルを繰り返すことで冷蔵庫は冷却運転を行っている。このとき赤外線センサー１２８の検知は引き出し式の扉１０３ａが閉塞しているときには、上段冷凍室１０３の天面に取り付けられているサーモパイル１２９から上段冷凍室内にあるケース１２７の温度もしくは食品１２１の温度を検知している。

しかしながら食品１２１の投入もしくは検知している食品１２１以外のものを取り出すときなどや、貯蔵している食品１２１を確認する際などで、扉を開放した場合には、赤外線センサー１２８の検知はケース１２７表面や目的の食品１２１の検知面から外れ、赤外線センサー１２８の検知する方向の投影線上にある貯蔵室と赤外線センサー１２８が備えられた貯蔵室とを仕切る仕切り壁である第三の断熱仕切り部１１２の温度を検知することとなる。従来のように赤外線センサー１２８が検知する面の投影面上すなわち赤外線センサー１２８の検知する方向の投影線上にある隣接する貯蔵室が冷凍温度帯よりも２０℃以上高い温度帯である冷蔵温度帯の場合、第三の断熱仕切り部１１２の表面は熱伝導により温度差ができるため赤外線センサー１２８の検知温度は急激に高めに変化することとなり、温かい食品が入れられたといった誤検知を行うことになる。

しかしながら、本実施の形態では第三の断熱仕切り部１１２を挟んだ貯蔵室の温度帯を同温度帯もしくは貯蔵室よりも低い温度帯としているので、検知している温度の変化量が小さくなり検知がずれて不要な冷却能力が必要となり圧縮機１１７の回転数を上昇させたり、冷気送風ファン１１６の回転数を上昇させたりといった無駄なエネルギーを消費することを防ぐことが可能となる。

特に、本実施の形態のように非接触センサーが引き出し式の貯蔵室であった場合には、扉を開けた場合に非接触センサーは投影面側の壁面である第三の断熱仕切り部１１２を検知するので、貯蔵室と同温度付近もしくは貯蔵室よりも低温度を検知するので、扉開閉時に隣接貯蔵室が高い温度となることはなく、温かい食品が投入されたと非接触センサーが誤検知を行うことを抑制することができる。

また従来では扉スイッチを取り付けてスイッチとの連動を行うことで扉の開閉時の状況を把握し、扉スイッチが起動した場合には赤外線センサー１２８は検知できない仕様とすることで誤検知防止を行うこともあったが、扉スイッチを設けて制御と連動させることによってより複雑な構成となるので、故障や動作不良の可能性が増えることに加え、この扉スイッチおよびそれと連動させるための配線等を含めた制御機構の追加によって世界的な原材料の不足による部品高騰の中でコストＵＰの要因となることから実売への価格ＵＰを引き起こすことも想定される。

しかしながら本実施では例えば扉が閉まっており食品１２１が入っているときには周囲の温度よりも高い食品の温度を検知するとともに、扉が開いている状態では赤外線センサーが備えられている貯蔵室よりも低温度帯もしくは同温度帯である冷凍温度を検知するので、例えば扉の開放に伴って一時的に温度が上昇した場合であっても、実際に温かい食品が投入されていない場合には、その後に急激な温度低下を検知できるため、一定時間内の温度勾配を算出し、閾値を設けることで閾値以上であった場合のみ自動での急速冷凍を開始すると判断することも可能である。これによると、扉スイッチをつける事がなく簡単な構造で制御仕様の設定のみでの外乱による温度上昇であるかどうかの検知が可能である。これにより、上述のように、より高い信頼性でかつ材料の省資源化や部品の組み立て時の取り付けミス等を防止できる効果がある。

また、日本独特の多湿気候条件では、扉を開けた場合に外気の暖湿気が庫内へ流入するが、赤外線センサー１２８の表面に結露するとサーモパイル１２９は結露水の温度を検知することとなる。さらに扉が閉されて庫内の冷却運転が開始されると結露した水は氷結するため、氷結した水滴が昇華するまでサーモパイル１２９は食品の温度を検知しにくくなる。そのため本実施の形態では赤外線センサー１２８の配置を、隣接する貯蔵室の温度よりも高いほうの保存室と仕切る断熱仕切り部に配置することで結露防止の効果を得るため冷蔵室側に設置すると共に、さらに断熱仕切り部の温度分布の中で、最も温度の高い部分である扉側寄りに配置している。従来例のように結露防止の対応としてシャッター機構を搭載することもできるが、扉開閉と連動する必要があるため複雑な機構が必要となってしまう。

また、貯蔵室内に対して周囲の温度よりも平均して温度が高い部分に赤外線センサー１２８を設置することで、経年劣化の原因となる水分の付着がしにくい設計となるので製品寿命を延ばすことに効果がある。

また、本実施の形態においては、赤外線センサー１２８によって食品１２１の温度を検知することを目的としているが、赤外線センサー１２８は食品１２１の温度を検知すると同時に赤外線センサー１２８の視野範囲内にあるものの温度をすべて検知するので、貯蔵室の壁面や貯蔵室内に収納される食品１２１から放射される赤外線量を検出している。よって、扉の開閉に伴う暖気の流入によって、赤外線センサー１２８の検知面の温度が上昇すると、赤外線センサー１２８の食品１２１の温度検知に対する検知精度は低下するので、赤外線センサー１２８の検知面の温度が一定であることが望ましく、本実施の形態では蓄冷機能を有するものとした。このように、検知面が蓄冷機能を有していると、検知範囲内における庫内壁面等はより一定温度を維持することができるので、食品１２１の投入以外の、いわゆる外乱による温度上昇である暖気の流入等によって食品が投入されたと誤検知し、その誤検知によって自動で急速冷却を開始することで貯蔵室を過度に冷却しすぎて無駄なエネルギーを消費することを防止することができる。

また、このように自動で急速冷却を開始する際には食品の投入による温度変動と、それ以外の外乱による温度変動を区別することが出来ないため、外乱による温度変動を食品が投入されたと誤検知する可能性があるので、この外乱による検知を防止するようために、食品投入の有無は確実に検知する外乱検知手段として、食品の投入を判別するための判別時間を設け、温かい温度を検知した場合にはそれ以降一定の判別時間の温度変動を監視することによって確実な判別を行い、判別時間中に常に高い温度を検知した場合にのみ自動で急速冷却を開始するものとすることでより確実に食品投入の有無を判別できる。また、この判別時間を温かい温度が検知された時から一定時間後から開始することも可能であり、特に暖気の流入のみによる温度上昇の場合には速やかに温度が低下するので、一定時間後に再度温度検知を行い、そこで高い温度を検知した場合にのみ自動で急速冷却を開始するものとすることでより確実に食品投入の有無を判別できる。

このような外乱検知手段を設けることで誤検知によって自動で急速冷却を開始することで貯蔵室を過度に冷却しすぎて無駄なエネルギーを消費することを防止することができる。

また、貯蔵室内に赤外線センサー１２８を設置する際、本実施の形態では断熱仕切り部の表面以下にセンサープローブの表面が配置するように配慮してある。これにより、背面の冷気吐出口からの冷気がプローブ先端部を過度に冷却しないようにして検知の温度変動を低減するのに加えて、食品収納量以上に収納された場合の食品の引っかかりや異物の付着、清掃時に赤外線センサー１２８の先端が指や清掃物であるタオル等に引っかかったりして過度な力作用での部品欠落や外れを抑える働きがある。

また、赤外線センサー１２８は自身の温度を検知するサーミスタ１３１が過度な温度変動を起こすと誤検知するため、熱変動のある部分から温度影響を受けない程度に離すことが望ましい。冷蔵庫では放熱用及び表面結露防止用に銅もしくは鉄等の金属材料を主体としたパイプを配設しているためパイプからの距離を本実施の形態では１５ｍｍ以上離している。

赤外線センサー１２８先端部の結露及び氷結防止の対応として、ヒータ熱を利用する方法がある。この場合、基板上にチップ抵抗をつける方法で行うと低コストでの対応が可能である。チップ抵抗の容量としては、本実施の形態の赤外線センサー１２８であれば０．２５Ｗ程度の容量を５Ｖの電圧で約２０分／日の通電率であれば十分にプローブ先端の温度上昇を確保できる。さらに長期で使用される冷蔵庫において１日毎でなくても１ヶ月に１回等の頻度で確実に結露や氷結を除去し定期的にリフレッシュする方法も製品寿命を延ばす上で効果的である。

近年の冷凍サイクルの冷媒としては、地球環境保全の観点から地球温暖化係数が小さい可燃性冷媒であるイソブタンが使用されている。この、炭化水素であるイソブタンは空気と比較して常温、大気圧下で約２倍の比重である（２．０４、３００Ｋにおいて）。仮に、圧縮機１１７の停止時に冷凍システムから可燃性冷媒であるイソブタンが漏洩した場合には、空気よりも重いので、下方に漏洩することになる。特に、冷媒の滞留量が多い冷却器１０７から漏洩する場合には、漏洩量が多くなる可能性があるが、赤外線センサー１２８を配置した上段冷凍室１０３は、冷却器１０７より上方に設置されているため、漏洩しても上段冷凍室１０３には漏洩することがない。また、仮に上段冷凍室１０３に漏洩したとしても、冷媒は空気より重いため貯蔵室下部に滞留する。よって、赤外線センサー１２８が貯蔵室天面に設置されているため、赤外線センサー１２８付近が可燃濃度になることは極めて低い。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の一部拡大側面断面図である。

なお、本実施の形態においては、実施の形態１で説明した構成および技術思想と同一の部分については詳細な説明を省略し、上記実施の形態で記載した内容と同様の技術思想が適用できる構成については上記実施の形態で記載した技術内容および構成と組合せた構成を実現することが可能である。

本実施の形態は、上記実施の形態１の構成において、図４に示すように、上段冷凍室２０３にそなえられた赤外線センサー２２８が検知する面が容器２２７のみであって、その下方側に位置していた第三の断熱仕切り部２１２をなくしたものである。本実施の形態においても食品載置面の赤外線センサー２２８が最も精度よく温度検知可能な箇所に目印１３３を設けている。

すなわち、上段冷凍室２０３と下段冷凍室２０５とがほぼ同じ温度帯となることで、扉開時には下段冷凍室２０５の温度を検知した場合でも、上段冷凍室２０３とほぼ同じ温度帯であるため検知温度の温度変動をさらに抑制することができるといった効果がある。

加えて、上段冷凍室２０３の食品が載置された食品載置面を下段冷凍室２０５を冷却する冷気で下側からも冷却することができるため、食品載置面は上下両方から低温冷気によって冷却されるので、より食品載置面の上方側と下方側の空間での温度差が低減されるので、赤外線センサーによる検知温度の温度変動をさらに抑制することができるといった効果があることに加え、第三の断熱仕切り部２１２がある場合に加えて格段に冷却スピードを向上することが可能となる。また、食品２２１は凍結時に０℃〜−５℃の最大氷結晶生成帯を短時間で通過すると細胞の破壊が少ないことが知られているため、第三の断熱仕切り部２１２をなくし食品２２１を上下から冷却することは食品保存にとって非常に効果的である。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の一部拡大側面断面図である。

なお、上記実施の形態で説明した技術と同一構成もしくは同一の技術思想が適用できる部分については説明を省略し、上記実施の形態で記載した内容と同様の技術思想が適用できる構成については上記実施の形態で記載した技術内容および構成と組合せた構成を実現することが可能である。

図５において、赤外線センサー３２８を上段冷凍室３０３を引き出す扉部分に取り付けたものであり、扉開閉時には無線によって検知温度等を冷蔵庫本体３０１の制御部分に送信させたものである。

これによって、食品３２１取り出しの際などで扉を開けた場合でも、ケース３２７内の食品３２１の温度を確実に検知できるため、食品３２１の冷却速さや凍結状態を確認するのに有効である。なお、本実施の形態では引き出し扉のため無線によるデータ送信方法を記載したが、開き扉の場合は扉開閉の作用部分に送信用配線を配設することで無線回路の削減を図ることができる。

（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４による冷蔵庫の正面図である。図７は本発明の実施の形態４による冷蔵庫の側面断面図である。図８は本発明の実施の形態４による上段冷凍室の一部拡大側面断面図である。

図６から図８に示すように、冷蔵庫本体１０１は、前方に開口する金属製（例えば鉄板）の外箱１２４と硬質樹脂製（例えばＡＢＳ）の内箱１２５と、外箱１２４と内箱１２５の間に発泡充填されたウレタン断熱材１２６からなる断熱箱体で、この本体の上部に設けられた冷蔵室１０２と、冷蔵室の下に設けられた上段冷凍室１０３と、冷蔵室１０２の下で上段冷凍室１０３に並列に設けられた製氷室１０４と、本体下部に設けられた野菜室１０６と、並列に設置された上段冷凍室１０３及び製氷室１０４と野菜室１０６の間に設けられた下段冷凍室１０５で構成されている。上段冷凍室１０３と製氷室１０４と下段冷凍室１０５と野菜室１０６の前面部は引き出し式の図示しない扉により開閉自由に閉塞されると共に、冷蔵室１０２の前面は、例えば観音開き式の図示しない扉により開閉自由に閉塞される。

冷蔵室１０２は冷蔵保存のために凍らない温度を下限に通常１〜５℃で設定されている。野菜室１０６は冷蔵室１０２と同等もしくは若干高い温度設定の２℃〜７℃とすることが多い。低温にすれば葉野菜の鮮度を長期間維持することが可能である。上段冷凍室１０３は冷凍保存のために通常−２２から−１８℃の冷凍温度帯で設定されているが、使用者の好む冷凍保存状態によっては、解凍等の調理の手間が省ける−７℃前後のソフト冷凍温度帯に設定することも可能であり、さらに冷凍保存状態の向上のために、通常の冷凍温度帯である−２２から−１８℃よりもさらに低いたとえば−３０から−２５℃の低温冷凍温度帯で設定されることもある。下段冷凍室１０５は冷凍保存のために通常−２２から−１８℃の冷凍温度帯で設定されているが、冷凍保存状態の向上のために、たとえば−３０から−２５℃の低温冷凍温度帯で設定されることもある。

冷蔵室１０２や野菜室１０６は庫内をプラス温度で設定されるので、総称として冷蔵温度帯を呼ばれ、上段冷凍室１０３や下段冷凍室１０５や製氷室１０４は庫内をマイナス温度で設定されるので総称として冷凍温度帯と呼ばれる。

また、扉のフレームの稼動部を確保して第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の形状の薄型化や廃止を行うことで、冷却風路を確保でき冷却能力の向上を図ることもできる。また、第二の断熱仕切り部１１１および第三の断熱仕切り部１１２の中央部をくりぬき、風路とすることで材料の低減につながる。

冷蔵庫本体１０１の背面には冷却室カバー１２２で覆われた冷却室１２３が設けられ、具体的には上段冷凍室１０３もしくは下段冷凍室１０５の背面に設けられている。冷却室１２３内には、代表的なものとしてフィンアンドチューブ式の冷気を生成する冷却器１０７が断熱仕切壁である第二および第三の仕切り部１１１、１１２の後方領域を含めて下段冷凍室１０５の背面に上下方向に縦長に配設されている。また、冷却器１０７の材質は、アルミや銅が用いられる。

冷却器１０７の近傍（例えば上部空間）には強制対流方式により冷蔵室１０２、製氷室１０４、上段冷凍室１０３、下段冷凍室１０５、野菜室１０６の各貯蔵室に冷却器１０７で生成した冷気を送風する冷気送風ファン１１６が配置され、冷却器１０７の下部空間に
は冷却時に冷却器１０７や冷気送風ファン１１６に付着する霜を除霜する除霜装置としてのガラス管製のラジアントヒータ１３６が設けられている。除霜装置は特に指定するものではなく、ラジアントヒータ１３６の他に、冷却器１０７に密着したパイプヒータを用いても良い。

冷却室カバー１２２内には、冷気送風ファン１１６からの冷気を各貯蔵室内へ送風するダクトを備えており、上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５へ同一の吐出ダクト４３４を通じて冷却器１０７の冷気を直接送風している。

また、この吐出ダクト４３４は各貯蔵室へ冷気を送る風路の中でも、冷却器１０７と最も近くに位置している。

冷却室カバー１２２の前面には、上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５へ各々冷気を吐出する第一の吐出口４３２と第二の吐出口４３３を備えており、第一の吐出口４３２と第二の吐出口４３３の流量は二部屋の負荷量比率によって分配している。本実施の形態では、上段冷凍室１０３の吐出面積は約３０００ｍｍ^２であり、下段冷凍室１０５の吐出面積は約６０００ｍｍ^２であるため上段冷凍室１０３の流量と下段冷凍室１０５の流量比率は約１：２とすることで同温度帯を構成している。さらに冷却器１０７で生成された冷気を送風する冷気送風ファン１１６の出口と、上段冷凍室１０３の第一の吐出口４３２と下段冷凍室１０５の第二の吐出口４３３との距離を同一ダクトを通じて同等としている。本実施の形態では１００ｍｍとしており、各々の吐出冷気を同温度とすることを行っている。

また、第一の吐出口４３２と第二の吐出口４３３が冷却器１０７からも距離が最も短い吐出口と２番目に近い吐出口であるので、冷却器１０７から出たばかりの熱損失が少ない故に最も低温となる冷気が第一の吐出口４３２と第二の吐出口４３３から吐出されるので、より冷却効率が高く、また第一の吐出口４３２と第二の吐出口４３３とでほぼ同一温度の冷気が吐出されるものである。

次に赤外線センサー１２８を取り付けている上段冷凍室１０３の構成について説明する。

図８に示すように、上段冷凍室１０３の天井面である第一の断熱仕切り部１１０には、食品１２１の温度を検知する非接触センサーである赤外線センサー１２８が、検知する面の投影面上の隣接貯蔵室がある方向（本実施例の場合は下方向）に向かって設置してある。上段冷凍室１０３の背面上部には冷却室カバー１２２から庫内へ冷気を吐出する第一の吐出口４３２と、上段冷凍室１０３内を循環した冷気が、再び冷却室１２３に戻るための戻り口（図示せず）が設けてある。なお、赤外線センサー１２８を断熱仕切り部内に設置することで、第一の吐出口４３２から吐出される冷気の風の影響を受けにくくできるため、検知精度の向上を図ることができる。さらに、赤外線センサー１２８先端部を断熱仕切り部の表面よりも内側もしくは同一面とすることで貯蔵室内に食品１２１を大量に入れられた場合や、清掃時でも赤外線センサー１２８の検知部に異物が付着することが無いため検知の誤動作を招かない。さらに庫内への突出による清掃時の引っかかりがないため過剰な力の加重による部品の欠落や検知方向のズレ等を防止することができる。また庫内に突出していないので庫内容量が減少せず、容量の確保をすることができる利点がある。

なお、赤外線センサー１２８が検知する貯蔵室内のケース１２７の検知精度が良い箇所を中心に、その視野範囲内であることを示す目印１３７を設けておくと、お客様にとって食品１２１の置き場がわかりやすく、加えて目印１３７を赤外線センサー１２８が検知する視野範囲よりも小さい範囲で設けることで、食品１２１の収納時には確実に温度検知が行える。特に赤外線センサー１２８は検知する範囲の中心部が最も赤外線の検知強度が強く検知範囲の端に行くほど弱くなるので、検知精度を高めるためにも中心を基準として目印１３７をつけると良い。

赤外線センサー１２８は、検知する面の範囲から発せられる赤外線量を先端のサーモパ
イル１２９で検出し、電気信号に変換している。サーモパイル１２９の周囲にはプローブ１３０があり、さらに基板部分に配置されている基準温度であるサーミスタ１３１の電圧と比較することによって検知した対象物の温度を算出することで温度検知を行っている。この赤外線センサー１２８は検知する範囲の円内部において、中心が最も赤外線検知強度が強く、端に行くほど検知強度が弱くなる。そのためサーモパイル１２９の視野角度をより絞ることで検知物の赤外線量の強度を上げることができ、対象物温度を確実に検出することができるが、視野角度の一部がプローブ１３０の先端部に重なるため先端部温度の影響を受け誤検知の要因となることにより、本実施の形態ではサーモパイルの視野角を５０°としている。

上記のような運転サイクルを繰り返すことで冷蔵庫は冷却運転を行っている。このとき赤外線センサー１２８の検知は扉が閉しているときには、上段冷凍室１０３の天面に取り付けられているサーモパイル１２９から上段冷凍室内にあるケース１２７の温度もしくは食品１２１の温度を検知している。しかしながら食品１２１の投入もしくは検知している食品１２１以外のものを取り出すときなどや、貯蔵している食品１２１を確認するときなどで扉を開けた場合には、赤外線センサー１２８の検知はケース１２７表面や目的の食品１２１の検知面から外れ、赤外線センサー１２８が備えられた貯蔵室とその隣接貯蔵室を仕切る第三の断熱仕切り部１１２の温度を検知することとなる。従来のように赤外線センサー１２８が検知する面の投影面上にある隣接する貯蔵室が冷蔵温度帯の場合、第三の断熱仕切り部１１２の表面は熱伝導により温度差ができるため検知温度は急激に高めに変化することとなる。本実施の形態では上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５は同一の吐出ダクト４３４を通じて吐出される同一温度の吐出冷気で冷却し、吐出冷気の流量は上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５の負荷量比率によって分配しているため、上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５の温度は同温度帯となる。これによって、扉を開けた場合に赤外線センサー１２８の検知部となる第三の断熱仕切り部１１２は扉を閉めているときに検知している部分と同等温度となり、扉開閉に伴う食品１２１投入の有無の誤検知が抑制される。例えば、上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５の所定温度の温調は吐出する冷気の吐出量を制御して行う場合、少なからずとも上限温度と下限温度との平均温度で所定温度を維持するので、本発明のように同一温度の吐出冷気で上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５ともに温調する場合は、上段冷凍室１０３の上限温度と下限温度が下段冷凍室１０５のそれと差が出にくくなる。これにより、上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５とで温調に伴う上限温度および下限温度もほぼ同一温度となり、より赤外線センサー１２８の誤検知を抑制できるので、扉を開けた場合でも赤外線センサー１２８が検知している温度の変化量が小さくなり検知がずれて不要な冷却能力が必要となり圧縮機１１７の回転数を上昇させたり、冷気送風ファン１１６の回転数を上昇させたりして庫内温度の誤検知を引き起こすことは無い。

また、上段冷凍室１０３の第一の吐出口４３２は赤外線センサーが検知する面に沿って庫内を冷気が流れるように正面方向に向かうように設置し、第一の吐出口４３２の下方側には冷気が下方向きに流れるように調節した下向吐出口４３５も開口している。これにより、赤外線センサー１２８の検知部分とサーミスタ１３１部分の温度差を低減できるため検知範囲内にある食品１２１以外の周囲温度の影響を受けにくくなるので精度良く食品温度を検知できる。赤外線センサー１２８が検知する温度は、食品１２１のみならず、検知面内の赤外線量を検知して温度に換算するためサーミスタ１３１との温度差があると食品１２１以外の部分の温度も検知することとなる。本実施の形態では食品１２１以外の検知面の温度とサーミスタ１３１との温度差が軽減できるため、食品１２１の赤外線量を精度良く検知し、食品１２１の温度も精度良く検知できる。またさらに本実施の形態では、冷却室カバー１２２の表面を吐出冷気が流れるようにしたため、赤外線センサー１２８の検知精度向上のほかに、扉開閉による高湿な外気の流入で冷却室カバー１２２の表面に付着した霜を、冷却器１０７で生成と除湿された湿度の低い冷気で昇華促進も行うことができる。

また、従来では扉スイッチを取り付けてスイッチとの連動を行うことで扉の開閉時の状況を把握し、扉スイッチが起動した場合には赤外線センサー１２８は検知しない仕様とすることで誤検知防止を行うこともあったが、この構成では扉スイッチやそれに伴う制御機構が追加で必要となるため、より故障の可能性を高めるとともに世界的な原材料の不足による部品高騰の中でコストＵＰの要因となることから実売への価格ＵＰを引き起こすこともある。

なお、日本独特の多湿気候条件では、扉を開けた場合に外気の暖湿気が庫内へ流入することに伴い赤外線センサー１２８の表面に湿気が結露する場合があるが、このように結露水が赤外線センサー１２８の表面に付着するとサーモパイル１２９は結露水の温度を検知することとなる。さらに扉が閉塞されて庫内の冷却運転が開始されると結露した水は氷結するため、氷結した水滴が昇華するまでサーモパイル１２９は食品の温度を検知しにくくなる。そのため赤外線センサー１２８の配置を設計する場合には、隣接する貯蔵室の温度よりも高いほうの保存室と仕切る断熱仕切り部に配置する配慮を施しておくことで結露防止の効果を得ることができる。本実施の構成では冷蔵室側に設置すると良い。さらに断熱仕切り部の温度分布の中で、最も温度の高い部分である扉側寄りに配置するとなお良い。従来例のように結露防止の対応としてシャッター機構を搭載することもできるが、扉開閉と連動する必要があるため複雑な機構が必要となってしまうので故障の可能性も高まり実際の冷蔵庫に搭載するのは難しい。

加えて、貯蔵室内に対して周囲の温度よりも平均して温度が高い部分に赤外線センサー１２８を設置することで、経年劣化の原因となる水分の付着がしにくい設計となるので製品寿命を延ばすことに効果がある。

また、貯蔵室内に赤外線センサー１２８を設置する際、本実施の形態では断熱仕切り部の表面以下にセンサープローブの表面が配置するように配慮してある。これにより、背面の第一の吐出口４３２からの冷気がプローブ１３０先端部を過度に冷却しないようにして検知の温度変動を低減するのに加えて、食品収納量以上に収納された場合の食品の引っかかりや異物の付着、清掃時に赤外線センサー１２８の先端が指や清掃物であるタオル等に引っかかったりして過度な力作用での部品欠落や外れを抑える働きがある。

この赤外線センサー１２８の貯蔵室側にはできるだけ検知範囲内に延出しないようなカバー部材を備えるとよい。この場合にはカバー部材内に暖気が滞留しなくかつ使用者の指が赤外線センサー１２８の表面に触れないようにするのが望ましい。

近年の冷凍サイクルの冷媒としては、地球環境保全の観点から地球温暖化係数が小さい可燃性冷媒であるイソブタンが使用されている。この、炭化水素であるイソブタンは空気と比較して常温、大気圧下で約２倍の比重である（２．０４、３００Ｋにおいて）。仮に、圧縮機１１７の停止時に冷凍システムから可燃性冷媒であるイソブタンが漏洩した場合には、空気よりも重いので、下方に漏洩することになる。特に、冷媒の滞留量が多い冷却器１０７から漏洩する場合には、漏洩量が多くなる可能性があり、冷却器１０７の前方側で連通している貯蔵室には特に漏洩しやすいが、赤外線センサー１２８を配置した上段冷凍室１０３は、冷却器１０７より上方に設置されているため、漏洩しても上段冷凍室１０３には漏洩することがない。また、仮に上段冷凍室１０３に漏洩したとしても、冷媒は空気より重いため貯蔵室下部に滞留する。よって、赤外線センサー１２８が貯蔵室天面に設置されているため、赤外線センサー１２８付近が可燃濃度になる可能性は極めて低いので、十分に安全な配置構成である。

また、食品１２１の温度をさらに精度良く検知するために、食品投入されたあとに食品１２１の面積を検知し、食品１２１の面積に応じて赤外線センサー１２８の検知視野角度を調整することで精度の向上を図ることができる。特に食品１２１の投入後に、周囲と温度差が異なる部分を検知対象として視野角度の調整を行うことができれば、食品面積を検知するよりもコストパフォーマンスが高い検知精度の向上を行うことができる。

なお、本実施の形態では、上段冷凍室１０３の第一の吐出口４３２は赤外線センサーが検知する面に沿って庫内を冷気が流れるように正面方向に向かうように設置し、第一の吐出口４３２の下方側には冷気が下方向きに流れるように調節した下向吐出口４３５も開口しているものとしたが、正面方向に向かうように設置した第一の吐出口４３２はより前方へ延出して上段冷凍室１０３の前方側を中心に冷却を行い、下向吐出口４３５が後方側を中心に冷却を行うように配置してもよく、その場合には上段冷凍室１０３内がより均一に冷却することが可能となる。また、第一の吐出口４３２と下向吐出口４３５との２箇所の吐出口を設けずに一箇所とする場合には、第一の吐出口４３２を正面よりもやや下方側に向けて配置することで冷気がより食品載置面に流れやすくなり、赤外線センサー１２８の検知範囲内の温度をより低温化することができるので、新たな食品が投入された場合の検知精度をより高めることが可能となる。

（実施の形態５）
図９は、本発明の実施の形態５における冷蔵庫の一部拡大側面断面図である。

なお、上記記載の実施の形態と同一構成および同一の技術思想が適用できる部分については詳細な説明を省略し、上記実施の形態で記載した内容と同様の技術思想が適用できる構成については上記実施の形態で記載した技術内容および構成と組合せた構成を実現することが可能である。

図９において、非接触センサーである赤外線センサー１２８が検知する面２２１の下方側に断熱仕切り部をなくすことで、扉開時には下段冷凍室１０５の温度を検知するため検知温度の温度変動をさらに抑制することができる効果がある。すなわち、赤外線センサー１２８が設置された貯蔵室である上段冷凍室１０３と、上段冷凍室１０３の非接触センサーである赤外線センサー１２８を始点として赤外線センサー１２８の検知する方向の投影線上に隣接する隣接貯蔵室である下段冷凍室１０５とを備え、上段冷凍室１０３と前記下段冷凍室１０５は同温度帯として、同じ吐出ダクト４３４を共有して同一温度帯の冷気を供給している。よって、上段冷凍室１０３には第一の吐出口４３２を通して吐出ダクト４３４の冷気が供給され、下段冷凍室１０５には第二の吐出口４３３を通して吐出ダクト４３２の冷気が供給される。

さらに、この第一の吐出口４３２と第二の吐出口４３３とは同じタイミングで冷気の供給がおこなわれている。

こういった構成によって、赤外線センサー１２８が設置された貯蔵室である上段冷凍室１０３と隣接貯蔵室である下段冷凍室１０５とはほぼ同一温度となるため、扉を開けた場合であっても、非接触センサーの検知部となる断熱仕切り部は扉を閉めているときに検知している部分と同等温度となるので、扉開閉に伴う食品投入の有無の誤検知が抑制される。

例えば、貯蔵室と隣接貯蔵室の所定温度の温調は吐出する冷気の吐出量を制御して行う場合、少なからずとも上限温度と下限温度との平均温度で所定温度を維持するので，本発明のように同一温度の吐出冷気で貯蔵室と隣接貯蔵室ともに温調する場合は、貯蔵室の上限温度と下限温度が隣接貯蔵室のそれと差が出にくくなる。これにより、貯蔵室と隣接貯蔵室とで温調に伴う上限温度および下限温度もほぼ同一温度となり、より非接触センサーの誤検知を抑制できる。

また、上段冷凍室１０３の食品１２１を下段冷凍室１０５を冷却する冷気で上方向からに加えて下方向からも冷却することができるため第三の断熱仕切り部２１２がある場合に加えて格段に冷却スピードを向上することが可能となる。食品２２１は凍結時に０℃〜−５℃の最大氷結晶生成帯を短時間で通過すると細胞の破壊が少ないことが知られているため、上段冷凍室１０３と下段冷凍室１０５との間に断熱仕切り部を有さずに同じ温度帯することによって食品１２１を上下から冷却することは冷凍時の保鮮性が大幅に向上するので実際の冷蔵庫における食品保存にとって非常に効果的な構成であると言える。

（実施の形態６）
図１０は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫の一部拡大側面断面図である。

なお、本実施の形態においては、上記実施の形態で説明した構成および技術思想と同一の部分については詳細な説明を省略し、上記実施の形態で記載した内容と同様の技術思想が適用できる構成については上記実施の形態で記載した技術内容および構成と組合せた構成を実現することが可能である。

図１０において、吐出ダクト４３４内の一部に他の部分よりも断面積が大きい箇所を設けたものであり、除霜時の暖気を滞留させて庫内への流入を抑制したものである。

これによって、赤外線センサー３２８の検知部の結露および着霜による検知ズレを防止できると共に、庫内温度の上昇を抑制することで食品３２１の保存状態を保つことができる。なお、本実施の形態では吐出ダクト４３４内の断面積の大きい箇所を冷却器３０７の上方に配置し、かつ、上段冷凍室３０３の吐出口３３２よりも上方に配置することで暖気の庫内流入を更に低減した。庫内流入を抑制すると、冷却室３２３内での除霜効率が上昇するため、除霜時間の短縮を図ることができ、消費電力量の低減も図ることができる。更に、庫内の冷却停止時間も短縮できるため食品３２１の温度上昇も抑制できる効果がある。

（実施の形態７）
図１０は、本発明の実施の形態６における冷蔵庫の一部拡大側面断面図である。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、赤外線センサーを用いて食品温度を検知する際に検知する面の温度帯と延長線上の温度帯を同温度としたものである。これによって扉開閉時に検知誤差を低減できるため食品温度を検知する冷凍機器全般にも適用できる。

本発明の実施の形態１を説明する冷蔵庫の正面図本発明の実施の形態１を説明する冷蔵庫の側面断面図本発明の実施の形態１による上段冷凍室の一部拡大側面断面図本発明の実施の形態２による上段冷凍室の一部拡大側面断面図本発明の実施の形態３による上段冷凍室の一部拡大側面断面図本発明の実施の形態４を説明する冷蔵庫の正面図本発明の実施の形態４を説明する冷蔵庫の側面断面図本発明の実施の形態４による上段冷凍室の一部拡大側面断面図本発明の実施の形態５による上段冷凍室の一部拡大側面断面図本発明の実施の形態６による上段冷凍室の一部拡大側面断面図従来技術による冷蔵庫を説明する側面縦断面図従来技術による冷蔵庫を説明する一部拡大側面断面図

符号の説明

１０２冷蔵室（保存室）
１０３、２０３、３０３上段冷凍室（貯蔵室）
１０５、２０５、３０５下段冷凍室（貯蔵室）
１１０第一の断熱仕切り部（断熱仕切り部）
１２８、２２８、３２８赤外線センサー（非接触センサー）
１３３、２３３目印
４３２第一の吐出口
４３３第二の吐出口
４３４吐出ダクト
４３５下向吐出口

Claims

複数の断熱区画により複数の温度帯で構成された断熱箱体と、前記断熱箱体で断熱区画され食品の温度を検知する非接触センサーが設置された貯蔵室と、前記貯蔵室の前記非接触センサーを始点として前記非接触センサーの検知する方向の投影線上に隣接する隣接貯蔵室とを備え、前記非接触センサーが設置された貯蔵室と前記隣接貯蔵室は同温度帯もしくは前記非接触センサーが設置された貯蔵室よりも前記隣接貯蔵室の方が低温度帯である冷蔵庫。
前記非接触センサーは赤外線センサーであり、前記貯蔵室内の比較的温度の高い部分に設置された請求項１に記載の冷蔵庫。
前記隣接貯蔵室の温度帯よりも高い温度帯である保存室を備え、前記赤外線センサーは前記保存室の近傍に設置された請求項２に記載の冷蔵庫。
前記赤外線センサーは、前記貯蔵室と前記保存室とを断熱区画する断熱仕切り部に設置された請求項２または請求項３に記載の冷蔵庫。
前記赤外線センサーは先端が前記断熱仕切り部の表面または表面より内側に設置された請求項４に記載の冷蔵庫
前記赤外線センサーを設置した前記貯蔵室の温度帯が冷凍温度帯である請求項２から請求項５のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記赤外線センサーの検知する視野角度が５５°以下であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
前記赤外線センサーの検知する面の視野範囲に視野範囲よりも小さい目印を設けた請求項２から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。