JP2011099579A - 冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】冷蔵庫内の収納物を精度よく検知し、検知した収納物の量や位置に応じて収納物を高品質な状態で保存することのできる冷蔵庫を得る。
【解決手段】開閉可能な扉を有する冷蔵室１０と、冷蔵室１０に投入された食品を冷却する冷却機構２０とを備えた冷蔵庫。冷蔵室１０内の負荷量を検出する負荷量検知手段（１，２）と、収納物の位置を検知する位置検知手段（３ａ、３ｂ）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は，冷蔵庫内の収納物状態を検知する機能を備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫は一般に、開閉可能な扉を有する貯蔵室と、この貯蔵室を冷却する機構と、貯蔵室内の空気温度を検出する庫内温度センサとを備えている。
このような冷蔵庫においては、庫内に収納物が多い状態で扉を開けて新たに収納物を投入すると、予め収納されていた収納物が妨げとなって冷却風が新たな収納物に届きにくくなり、新たな収納物がなかなか冷却されず品質が低下するおそれがあった。そして、冷風吹出口と庫内温度センサとが近接して設置されている場合には、庫内温度センサ付近の空気は冷えやすいことから、庫内が十分に冷却されていると判断されやすくなる。このため、新たな収納物が十分に冷えていないにもかかわらず、十分に冷却されていると判断されて冷風の吹き出しが抑制され、貯蔵室内の平均温度が高くなるおそれがあった。また、冷風吹出口と庫内温度センサとが遠く離れて設置されている場合には、庫内温度センサ付近の空気は冷えにくいことから、庫内が十分に冷却されていないと判断されやすくなる。このため、庫内は全般的に冷却されているにもかかわらず、冷風が連続して吹き出され、冷風吹出口付近の収納物が凍結する場合があった。

このような課題が存在するため、貯蔵室内の収納物を検出する技術が次のように提案されている。

例えば「冷蔵室の内壁に複数装着されて、高温の熱負荷から発生される赤外線を受光して、温度及び高温の熱負荷の発生位置を検知する赤外線センサ組立体と、を含んで構成されて、前記赤外線センサ組立体は、……赤外線センサが受光する赤外線の受光範囲を制限する受光範囲制限手段とを具備する」冷蔵庫が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、「１個または複数個有する冷蔵庫外内光センサ３７ａによって冷蔵庫内光センサの該当する周囲の庫内収納物を検知する。検知方法は庫内収納物などにより冷蔵庫内光センサａ付近に庫内収納物などによって光を遮断して影が生じているか否かを冷蔵庫内光センサａによって判断することによって行われる」ことが考案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許第４０１２０７８号公報（第３頁，図１） 特開２００６−３３６９６３号公報（第６頁，第７頁，図２，図６）

上記の特許文献１に記載の技術によれば、被冷却物から発せられる輻射熱を検知することにより、未冷却の収納物を検知している。しかし、被冷却物から発せられる輻射熱を検知する方式の場合、未冷却の収納物が既に冷却された収納物の陰になる場所に置かれた場合には、未冷却の収納物を検知することができない、という課題があった。

また、上記の特許文献２に記載の技術によれば、光センサで影の有無を検出することにより収納物の有無を検知して庫内の照明強度を変化させている。しかし、収納物の量に応じた冷却制御を行うものではないため、収納物の冷却不良に関する課題を解消できない、という課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、冷蔵庫内の収納物を精度よく検知することのできる冷蔵庫を得ることにある。また、第２の目的は、検知した収納物の量や位置に応じて収納物を高品質な状態で保存することのできる冷蔵庫を得ることにある。

本発明に係る冷蔵庫は、開閉可能な扉を有する貯蔵室と、前記貯蔵室に投入された食品を冷却する冷却手段とを備えた冷蔵庫において、前記貯蔵室内の負荷量を検出する負荷量検知手段と、収納物の位置を検知する位置検知手段とを備えたものである。

本発明に係る冷蔵庫によれば、貯蔵室内の負荷量と収納物の位置とを検出することができるので、貯蔵室内の収納状態を精度良く検出することができる。このため、貯蔵室内の収納状態に応じた最適な冷却方法を選択することができる。

本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の構成を示す図。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵室内の光源の配置と光源の照射領域を説明する図。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫の機能ブロック図。 本発明の実施の形態１に係る収納物検知処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態１に係る収納物検知処理を説明する冷蔵室内の模式図。 本発明の実施の形態１に係る収納物位置検知処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態１に係る冷蔵室のメイン処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る冷蔵室の構成を示す図。 本発明の実施の形態２に係る冷蔵室の棚と重量センサの位置を説明する図。 本発明の実施の形態２に係る収納物重量検知処理を説明する冷蔵室内の模式図。 本発明の実施の形態２に係る収納物重量検知処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫の機能ブロック図。 本発明の実施の形態２に係る冷蔵室のメイン処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る冷蔵室の構成を示す図。 本発明の実施の形態３に係る冷蔵室の構成を示す図。 本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫の機能ブロック図。 本発明の実施の形態３に係る冷蔵室のメイン処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態４に係る冷蔵室の構成を示す図。 本発明の実施の形態４に係る冷蔵庫の機能ブロック図。 本発明の実施の形態４に係る冷蔵室のメイン処理を示すフローチャート。 本発明の実施の形態５に係る冷蔵室の構成を示す図。 図２１の棚の断面側面図。 本発明の実施の形態５に係る冷蔵室のメイン処理を示すフローチャート。

実施の形態１．
（冷蔵庫１００の構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る冷蔵庫１００の構成を示す図であり、図１（Ａ）は上から見た場合の図、図１（Ｂ）は横から見た場合の図である。図１において、冷蔵庫１００は、区画されて独立した複数の貯蔵室を備える。貯蔵室としては、最上部に設けられ扉１１を備えた冷蔵室１０と、冷蔵室１０の下方に配置され引き出し扉３１を備えた切替室３０と、切替室３０の下方に配置され引き出し扉３３を備えた野菜室３２と、野菜室３２の下方に配置され引き出し扉３５を備えた冷凍室３４とを備える。扉１１には、冷蔵庫１００の各貯蔵室の冷却温度の設定を行う操作パネル、各貯蔵室の冷却状態などの各種情報を表示する表示パネル、各貯蔵室の冷却情報などの各種情報を音声出力する音声出力装置などを備えた正面パネル１２を備える。

（冷却機構）
冷蔵庫１００の背面側には、各貯蔵室を冷却するための冷却機構として、コンプレッサー２１と、熱交換器２２と、冷気送風ファン２３と、背面冷風路２４と、冷風吹出口２５と、制御装置１６とを備える。
制御装置１６は、制御回路やその動作プログラムを格納した記憶装置などを備え、冷蔵庫１００の動作を制御する。コンプレッサー２１及び熱交換器２２により作り出された冷気は、冷気送風ファン２３によって送風され、背面冷風路２４を通って、吹出口２５から各貯蔵室へと吹き出される。制御装置１６は、コンプレッサー２１の出力や冷気送風ファン２３の送風量を制御することにより、各貯蔵室が設定された温度に維持されるよう制御する。なお、制御装置１６、コンプレッサー２１、熱交換器２２、冷気送風ファン２３、背面冷風路２４及び吹出口２５を、冷却機構２０と総称する。

（冷蔵室の構成）
冷蔵室１０は、扉１１の開閉状態を検知する扉開閉検知スイッチ１３と、扉１１の内側に設けられたドアポケット１４と、冷蔵室１０内を複数に仕切る棚１５ａ、１５ｂ（棚１５と総称する場合がある）とを備える。そして、冷蔵室１０は、図１に示されるように食品などの収納物１８が収納可能となっている。
さらに、冷蔵室１０は、１又は複数の光源１と、１又は複数の光センサ２と、冷蔵室１０内の雰囲気温度を検出する温度センサ３ａ、３ｂと、冷蔵室１０内の空気を攪拌する庫内攪拌ファン４とを備える。

（光源と光センサの構成）
光源１は、蛍光灯、ＬＥＤ、エレクトロルミネッセンスなどの任意の光発生方式により光を発する。発する光の波長域としては、紫外、可視、赤外など、いずれの波長域であってもよい。本実施の形態１及び後述する実施の形態においては、１又は複数の光源１の集合体全体が、本発明の光源部に相当する。
光センサ２は、光源１から発せられる光を検知する装置であり、フォトダイオード、光電子増倍管など、任意の方式のものを用いることができる。本実施の形態１及び後述する実施の形態においては、１又は複数の光センサ２の集合体全体が、本発明の光センサ部に相当する。

詳細は後述するが、本実施の形態１では、光源１が発する光を光センサ２が受光し、光センサ２の受光強度に応じて冷蔵室１０内の収納物１８の量（負荷量）の検出を行う。光センサ２の受光強度が小さい場合又は光センサ２が受光できない場合には、光源１から光センサ２に至る光路上に光を遮る物、すなわち収納物１８が存在すると判断し、受光強度が大きい場合には収納物１８が存在しないと判断する。本実施の形態１では、複数の光源１を設けることにより、光源１から光センサ２へ至る複数の光路を設ける。このようにすることにより、収納物１８の量及び位置を高精度に検知可能としている。

図２は、冷蔵室１０内の光源１の配置を示す図であり、図２（Ａ）は上から見た図、図２（Ｂ）は横から見た図である。なお、図２では、光源１を、光源１ａ〜光源１ｄの符号により区別して表記している。図２に示されるように、光源１ａ〜光源１ｄは扉１１あるいは扉１１付近の内壁に設けられている。光源１ａ〜光源１ｄは、発した光が光センサ２により受光可能となるような角度で設置されており、光源１ａ〜光源１ｄから光センサ２に至る光路が形成されている。そして、各光路がなるべく重複しないように、光源１ａ〜光源１ｄの角度が調節して設置される。光源１の設置位置、数、設置角度、及び光源１の照射角度は、光源１の設置位置、光センサ２の設置位置、棚１５などの冷蔵室１０内の構造に応じて調節して設ける。

光センサ２は、収納物検知が可能となるよう冷蔵室１０内に複数設けることができる。特に、図１に示されるように、光センサ２を棚１５ａと棚１５ｂの間に複数設けることにより、棚１５ａ、１５ｂに載置された収納物の量が検知可能となる。

なお、光源１や光センサ２は、通電や動作指示のための配線が必要であることから、冷蔵庫１００内の壁部分などの外郭部分に設置することが望ましい。このようにすることで、壁の中に配線を設けることができ、収納物が接する貯蔵室内に配線がむき出しとなるのを回避できる。また、棚１５やドアポケット１４など、移動や取り外しが可能な部位に設置する場合には、配線を容易に脱着可能に設けるか、あるいは、非接触伝送が可能な機構を設けることが望ましい。

（温度センサの構成）
温度センサ３ａ、３ｂは、サーミスタなどにより構成され、冷蔵室１０内の雰囲気温度を検出するものである。温度センサ３ａは、冷蔵室１０内の前面（扉側）、例えば扉１１の内側や扉１１付近の内壁に設けられ、冷蔵室１０内の前面近傍の雰囲気温度を検出する。温度センサ３ｂは、冷蔵室１０内の背面に設けられ、冷蔵室１０内の背面近傍の雰囲気温度を検出する。

（機能ブロック）
図３は、本実施の形態１に係る冷蔵庫１００の機能ブロック図である。図１及び図２と同一の構成要素には同一の符号を付している。制御装置１６は、扉開閉検知スイッチ１３から扉１１の開閉状態を取得するとともに、温度センサ３ａ、３ｂから冷蔵室１０内の空気温度を取得し、冷蔵室１０内が設定された温度に維持されるよう、予め記憶されたプログラムにしたがって冷却機構２０を制御する。なお、冷却機構２０を制御するとは、コンプレッサー２１の出力、冷気送風ファン２３の送風量、冷風吹出口２５の開閉度合いなど冷却機構２０の構成要素の運転状態を制御することをいう。
また、制御装置１６は、光源１を点灯制御して光センサ２が受光する受光強度に基づいて収納物１８の収納状態を検出するとともに、温度センサ３ａ、３ｂから温度分布を取得し、この結果に基づいて冷却機構２０の制御を行う。

また、制御装置１６は、各貯蔵室の冷却状態に関する情報や、故障に関する情報、検知した収納物に関する情報などを、正面パネル１２、あるいは、光源１の点滅動作などにより出力する。例えば、光源１が複数設けられている場合には、扉１１を開放した時に、収納物が過剰に存在している箇所の近傍に設けられている光源１を点滅させることができる。さらに、故障時には、光源１の照明強度や点滅周期を変えて点滅させて異常報知を行うこともできる。したがって、正面パネル１２又は光源１は、本発明の報知手段としても機能する。

（収納物検知処理）
次に、収納物検知処理の詳細を説明する。
図４は、収納物検知処理を示すフローチャート、図５は、収納物検知処理を説明する冷蔵室１０内を横から見た模式図であり、光源１、光センサ２、棚１５、収納物１８、温度センサ３、及び光源１から光センサ２に至る光路を主に示している。図５（Ａ）は収納物量が少ない場合、図５（Ｂ）は収納物量が多い場合を示している。なお、図５では、光源１を、光源１ｂ〜光源１ｄの符号により区別して表記し、光センサ２を、光センサ２ａ〜光センサ２ｃの符号により区別して表記している。

（光源１と光センサ２の構成）
図５の例では、光源１ｂ〜光源１ｄは、扉１１あるいは扉１１付近の内壁に設けられている。光センサ２ａは天井と棚１５ａの間に、光センサ２ｂは棚１５ａと棚１５ｂの間に、光センサ２ｃは棚１５ｂと底面との間に位置するように設けられている。温度センサ３ａは扉１１の内側に、温度センサ３ｂは冷蔵室１０内の背面に設けられている。冷蔵室１０へ冷気の流入する吹出口２５は、棚１５ａと天井との間、棚１５ａと棚１５ｂとの間、棚１５ｂと底面との間であって、光センサ２ａ〜光センサ２ｃの上方近くに位置するように設けられている。
なお、図５において、光源１から光センサ２へと延びる実線矢印は光路を表しており、便宜的に、実線矢印１本を光強度１として説明する。破線矢印は、収納物や棚に反射して僅かに光センサ２で検知される光の光路を表しており、これを便宜上、光強度０．５として説明する。また、この例では棚１５ａは透過部材から構成されているものとする。

（収納物検知処理の例）
次に、本実施の形態１に係る収納物検知処理の例を、図４及び図５を参照して説明する。図４において、制御装置１６は、収納物検知処理を開始すると、すべての光源１ｂ〜光源１ｄを点灯させる（Ｓ１３１）。そして、制御装置１６は、光センサ２が受光強度に基づいて出力する出力値を取得して、冷蔵室１０内の収納物を検知する（Ｓ１３２）。

収納物の検知をより具体的に説明する。
図５（Ａ）に示されるように、棚１５ｂに収納物１８ａが載置された状態を想定する。光源１ｂ〜光源１ｄのすべてを点灯させると、実線矢印で示すように光センサ２ａ〜光センサ２ｃに直接至る光路と、破線矢印Ｓ１、Ｓ２で示すように収納物１８や棚１５に反射して光センサ２に至る光路が生じる。各光センサの受光強度は、光センサ２ａ：２．５、２ｂ：２、２ｃ：２となり、総計は６．５である。
また、図５（Ｂ）に示されるように、棚１５ａ、棚１５ｂ及び底面に収納物１８ａ〜収納物１８ｃが載置されて収納物量が多い状態を想定する。光源１ｂ〜光源１ｄのすべてを点灯させると、各光センサの受光強度は、光センサ２ａ：０.５、２ｂ：０、２ｃ：０となり、総計は０．５である。

このように、収納物の量や位置に応じて光センサ２の受光強度が異なるので、収納物が存在しない状態での光センサ２の出力値と、収納物を収納した状態での出力値とを比較することによって、収納物の量を判断できる。例えば、受光強度が小さい場合には、光源１から光センサ２への光路が遮られている、すなわち、収納物量が存在する、と判断できる。

そして、図４において、収納物の検知が終了するまでの間はステップＳ１３１とステップＳ１３２の処理を繰り返し、収納物の検知が終了すると（Ｓ１３３）、光源１を消灯させて（Ｓ１３４）処理を終了する。

（位置検知処理）
冷蔵室１０内に新規に収納物が投入されると、新規投入品の周辺は温度が上昇する。温度センサ３ａ、３ｂにより検出される温度により、新規投入品の位置を検出することができる。その詳細を図６に基づいて説明する。

図６は、位置検知処理のフローチャートである。
制御装置１６は、位置検知処理を開始すると、温度センサ３ａ、３ｂの出力値から、それぞれ、庫内前面温度Ｔａ及び庫内背面温度Ｔｂを検出する（Ｓ１５１）。検出結果より、庫内前面温度Ｔａと庫内背面温度Ｔｂとを比較し（Ｓ１５２）、庫内前面温度Ｔａの方が高い場合には、収納物が投入された位置は前面であると出力し（Ｓ１５３）、そうでない場合には、収納物が投入された位置は前面であると出力する（Ｓ１５４）。

（冷蔵室１０のメイン処理）
図７は、冷蔵室１０のメイン処理を示すフローチャートである。
制御装置１６は、扉開閉検知スイッチ１３により扉１１が開放されていることを検知すると（Ｓ１０１）、扉１１が閉鎖されるまでの間は（Ｓ１０２のｎｏ）、庫内視認用照明モードで動作する（Ｓ１１０）。庫内視認用照明モードでは、冷蔵室１０内の光源１を点灯させて、冷蔵室１０内の視認性を高める。扉１１が閉鎖されると（Ｓ１０２のｙｅｓ）、冷蔵室１０内の収納物の量を検知する収納物検知処理を行う（Ｓ１０３）。この収納物検知処理（Ｓ１０３）は、上述の図４のフローチャートの処理によってなされる。ステップＳ１０３で検出された収納物が少ない（基準の収納量未満）と判定された場合（Ｓ１０４のｎｏ）には、冷気導入量を少なくする省エネ運転を行う（Ｓ１１１）。このようにすることで、エネルギー消費量を削減することができる。

収納物が多い（基準の収納量以上）と判定された場合（Ｓ１０４のｙｅｓ）には、温度センサ３ａ、３ｂにより位置検知処理を行い、新たに投入された収納物の位置を検出する（Ｓ１０５）。この位置検知処理（Ｓ１０５）は、上述の図６のフローチャートの処理によってなされる。収納物の位置が前方である場合（Ｓ１０６のｙｅｓ）には、新たに投入された収納物に冷気が供給されない状態となるのを回避するため、貯蔵室の庫内攪拌ファン４を動作させ庫内空気を攪拌する（Ｓ１０７）。このようにすることで、庫内前方に載置された未冷却の収納物の冷却を促進することができる。温度センサ３ａにより出力される庫内前面温度Ｔａが所定値以下となったら（Ｓ１０８のｙｅｓ）、庫内攪拌ファン４をＯＦＦにする（Ｓ１０９）。位置が後方である場合（Ｓ１０６のｎｏ）には、冷却機構２０を調節して背面の吹出口２５からの冷気導入量を増やし（Ｓ１１２）、庫内後方に載置された未冷却の収納物の冷却を促進する。温度センサ３ｂにより出力される庫内前面温度Ｔｂが所定値以下となったら（Ｓ１１３のｙｅｓ）、冷気導入量を元に戻す（Ｓ１１４）。なお、収納物が多い場合の冷却制御は、庫内攪拌ファン４を動作させる方法の他に、前方と後方に冷気を導入する風路を設けて冷気導入量を切り替える、冷気温度を低下させる、などの処理をしてもよい。

庫内の収納物量が多い（基準の収納量以上）場合には、新たに投入された未冷却の収納物が冷却不十分となる可能性があるため、収納物の位置を検出することで、速やかに冷却することができる。また、収納物量が少ない（基準の収納量未満）の場合には、収納物の位置によらず冷却が十分に行われるため、位置検知を行う必要がなく、さらに省エネ運転を行うことができる。このように、光センサによる負荷量の検知を先に行うことで、位置検知を行うか否かを選択することができ、負荷量が多く、位置検知が必要な場合に、より適切な冷却制御を選択することができる。

ところで、温度センサのみで負荷量を検出する手段が知られている。例えば、特許文献「特開２００７−１２７３８５号公報」は、吸込み温度センサ、吹出し温度センサにより、吸込み冷気温度、吹出し冷気温度を検出してそれらの差を求め、その差の大きさに基づいて冷蔵室内に収容されている物品の「詰め込み過ぎ」状態を検出するものである。しかし、温度センサの出力する熱は、伝わるのに時間がかかるため、瞬時に負荷量を検出することができない。それに対し、光センサは、光の伝わる速度が速いため、瞬時に負荷量を検出することができる。しかし、光センサ２のみでは、ある収納物の前に、それよりも高さが低い収納物が新たに投入された場合には、その収納物を検知することは困難である。そのため、温度センサ３ａ、３ｂを併用することにより、収納物の大きさによらず、その位置を検出することができ、新たに投入された未冷却の収納物を速やかに冷却することができる。

以上のように、光センサ２と温度センサ３ａ、３ｂとを組み合わせることにより、収納物の量と位置に関する情報とを併せて用いて冷却制御を行うことができ、冷蔵室１０内をより最適な冷却状態に維持することができる。このため、検知した収納物の量や位置に応じて収納物を高品質な状態で保存することが可能になっている。

なお、温度センサ３ａ、３ｂの設置は、２箇所に限定するものではなく、設置位置も前面と背面に限定するものではない。位置検知ができるように、複数個を設置すればよく、そのうちの少なくとも一つは、吹出口付近にあり、一つはそれと対向する面に設置することが望ましい。

また、庫内攪拌ファン４が動作している際には、正面パネル１２によってユーザーに庫内攪拌ファン４が動作中であることを報知してもよい。これにより、ユーザーが扉１１を開かなくても、庫内攪拌ファン４が動作していることを確認することができ、利便性が向上する。また、ユーザーが動作中の庫内攪拌ファン４に不用意に触れたりすることを防ぐことができ、安全性が向上する。

また、正面パネル１２によって、ユーザーに収納量を報知してもよく、さらに、収納状態の改善を促す対処方法を報知してもよい。例えば、正面パネル１２に、お知らせボタンを設け、お知らせボタンが押された場合には、収納量とその対処方方法を報知する。ユーザーに収納量を報知することで、収納物のつめ方を改善してもらうことができる。また、対処方法を報知することで、冷却効率のよい収納物のつめ方をユーザーは知ることができ、利便性が向上する。その結果、省エネ運転を行うことができ、エネルギー消費量を削減することができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る冷蔵庫は、負荷量検知手段が光源１及び光センサ２によって構成されている点は上記の実施の形態１と同じであるが、位置検手段が重量センサ５によって構成されている点が上記の実施の形態１と相違する。以下、相違点を中心に説明する。

図８は、本発明の実施の形態２に係る冷蔵室１０の構成を示す図であり、図８（Ａ）は上から見た場合の図、図８（Ｂ）は横から見た場合の図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付して、一部の説明を省略する。

冷蔵室１０は、扉１１の開閉状態を検知する扉開閉検知スイッチ１３と、扉１１の内側に設けられたドアポケット１４と、冷蔵室１０内を複数に仕切る棚１５ａ、１５ｂと底面上に設置した棚１５ｃ（棚１５と総称する場合がある）とを備える。さらに、棚１５ａ、１５ｂ、１５ｃの四隅の下部には、重量センサ５ａ〜５ｈ（重量センサ５と総称する場合がある）が設置されている。
また、冷蔵室１０は、１又は複数の光源１と、１又は複数の光センサ２と、冷蔵室１０内の雰囲気温度を検出する温度センサ３と、冷蔵室１０内の空気を攪拌する庫内攪拌ファン４とを備える。

図９は、冷蔵室１０の正面から見た図であり（但し、扉１１を開いた状態）、棚１５ａと重量センサ５ａ、５ｃの支持部について示したものである。冷蔵室１０の内側壁に、突起状の支持部１７があり、支持部１７上に重量センサ５ａ、５ｃを設置し、棚１５ａは重量センサ５ａ、５ｃに接触して支持部１７に支持されている。重量センサ５ａ〜５ｄは、棚１５ａ上に載置された収納物１８の重量値を検出することができる。また、載置された収納物が近い位置の重量センサ５が検出する重量値は大きく、遠い位置の重量値は小さい。このようなことから、重量値から棚１５に載置された収納物の位置を検出することができる。

（位置検知処理）
本実施の形態２に係る収納物重量検知処理の例を、図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０は、本実施の形態２に係る収納物重量検知処理を説明する冷蔵庫内の模式図であり、図１０（Ａ）は上から見た場合の図、図１０（Ｂ）は横から見た場合の図である。
ここで説明の便宜上、棚１５ａ上に、重量センサ５ａを原点とし、棚奥行き方向をＸ方向、それと直交する方向をＹ方向とした座標を設定する（矢印で図示）。破線のように、棚１５ａの座標(Ｘ,Ｙ)は、（０、０）〜（６、８）で示す。図１０に示されるように、棚１５ａに収納物１８ａが載置された状態を想定する。収納物１８ａの重量を１とする。

図１１は、本実施の形態２に係る収納物重量検知処理を示すフローチャートである。
図１１において、収納物重量検知処理を開始すると、制御装置１６は、重量センサ５が出力する重量値を取得して（Ｓ２３１）、冷蔵室１０内の収納物の重量Ｗを検出する（Ｓ２３２）。次に、ステップＳ２３２で検出された重量Ｗと、各重量センサ５ａ〜５ｄの出力値から、収納物の位置を検出する（Ｓ２３３）。重量センサ５ａ〜５ｄは、収納物 １８ａとの距離に対応した重量値を検出し、各重量センサの重量値は、重量センサ５ａ：０.４、５ｂ：０.４、５ｃ：０.１、５ｄ：０.１となり、総計は１である。このように、各重量センサ５ａ〜５ｄの重量値から、収納物の重量を検出することができる。また、重量センサ５ａ＋５ｃ：０．５、５ｂ＋５ｄ：０．５、５ａ＋５ｂ：０.８、５ｃ＋５ｄ：０．２、となり、図１０において、Ｘ方向に１：１、Ｙ方向に１：４である座標（３、２）の位置に収納物が載置されたことを検出することができる。このように、検出された収納物の重量と各重量センサの出力値から収納物の位置検出をすることができる。図１１において、位置検知が終了するまでの間はステップＳ２３１とステップＳ２３４の処理を繰り返す。

（冷蔵室１０のメイン処理）
図１２は、本実施の形態２に係る冷蔵庫１００の機能ブロック図であり、図１３は、冷蔵室１０のメイン処理を示すフローチャートである。
まず、制御装置１６は、初期状態の収納状態と収納物の初期重量Ｗ０を検知する（Ｓ２０１、Ｓ２０２）。そして、制御装置１６は、扉開閉検知スイッチ１３により扉１１が開放されていることを検知すると（Ｓ２０３）、扉１１が閉鎖されるまでの間は（Ｓ２０４のｎｏ）、庫内視認用照明モードで動作する（Ｓ２１１）。扉１１が閉鎖されると（Ｓ２０４のｙｅｓ）、冷蔵室１０内の収納物の量を検知する収納物検知処理を行う（Ｓ２０５）。この収納物検知処理（Ｓ２０５）は、上述の図４のフローチャートの処理によってなされる。

そして、ステップＳ２０５で検出した収納物が少ない（基準の収納量未満）と判定された場合（Ｓ２０６のｎｏ）には、冷気導入量を少なくする省エネ運転を行う（Ｓ２１２）。収納物が多い（基準の収納量以上）と判定された場合（Ｓ２０６のｙｅｓ）には、収納物重量検知を行う（Ｓ２０７）。この収納物重量検知（Ｓ２０７）は、上述の図１１のフローチャートの処理によってなされる。ステップＳ２０７で検出された重量Ｗが初期重量Ｗ０より大きい場合（Ｓ２０８のｙｅｓ）には、貯蔵室内に新たに食品が投入されたと判定し、冷却制御を行う（Ｓ２０９）。また、このときの重量Ｗを初期重量Ｗ０として設定する（Ｓ２１０）。冷却制御は、新たに投入された未冷却の収納物に冷却風が供給されない状態となるのを回避するため、貯蔵室の冷気導入量を増やす、冷気温度を低下させる、庫内攪拌ファン４により庫内空気を攪拌する、などの処理を行う。また、ステップＳ２０７の重量検知により、新たに投入された食品の位置も同時に検出することができるので、その位置に向けて集中的に冷気を送ることができ、速やかに冷却することができる。例えば、庫内攪拌ファン４にその向きを可変にする駆動部を設け、庫内攪拌ファン４の向きを新たに投入された食品に向けて冷気を集中させる、その位置に近い吹出口からの冷気流入量を増やす、などの処理を行う。

図１４は、冷蔵庫内の収納状態を示した模式図であり、図１４（Ａ）は上から見た場合の図、図１４（Ｂ）は横から見た場合の図である。
図１４において、棚１５ａ〜棚１５ｃに、収納物１８ａ〜１８ｅが載置された場合を想定する。棚１５ａには収納物１８ａ〜１８ｃが載置されている。収納物１８ａは、今、新たに庫内に投入されたものとする。収納物１８ｂ、１８ｃにより、光源１からの光は妨げられ、光センサ２ａ受光強度は小さくなっているため、それらよりも扉側に載置された収納物１８ａを光センサ２ａによって、検知することは困難である。しかし、重量センサ５ａ〜５ｄを設けることにより、収納物１８ａの投入を容易に検出することができる。棚１５ｂ、棚１５ｃには、それぞれ、収納物１８ｄ、１８ｅが載置されている。ここで、収納物１８ｄと１８ｅは、形状は異なるが、重量は同じであると想定する。棚１５ｂに載置された収納物１８ｄは、高さが低いため、吹出口２５から流入する冷気を妨げることはなく、十分に冷却することができる。棚１５ｃに載置された収納物１８ｅは、高さが高いため、吹出口２５から流入する冷気を妨げ、それより前方へ冷気が供給されない恐れがある。収納物１８ｄと１８ｅは、重量が同じであるため、重量センサ５ｅ〜５ｈのみでは、この２つを区別することができない。しかし、光センサ２ｂ、２ｃを設けることにより、収納物の大きさを検知し、区別することができる。このように、光センサ２と重量センサ５を組み合わせることにより、庫内の収納物状態をより精度よく検知することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る冷蔵庫は、負荷量検知手段が光源１及び光センサ２によって構成されている点は上記の実施の形態１と同じであるが、位置検手段が超音波センサ６によって構成されている点が上記の実施の形態１と相違する。以下、相違点を中心に説明する。

図１５は、本発明の実施の形態３に係る冷蔵室１０の構成を示す図であり、図１５（Ａ）は上から見た場合の図、図１５（Ｂ）は横から見た場合の図である。なお、上記の実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付して、一部の説明を省略する。

冷蔵室１０には、超音波センサ６が設けられ、超音波センサ６は、天井と棚１５ａの間、棚１５ａと棚１５ｂの間、棚１５ｂと底面との間にそれぞれ設置されている。超音波センサ６は、超音波を発生させ、その反射波を受信することにより、対象物との距離を測ることができる。

（冷蔵室１０のメイン処理）
図１６は、本実施の形態３に係る冷蔵庫１００の機能ブロック図であり、図１７は、冷蔵室１０のメイン処理を示すフローチャートである。
制御装置１６は、扉開閉検知スイッチ１３により扉１１が開放されていることを検知すると（Ｓ３０１）、扉１１が閉鎖されるまでの間は（Ｓ３０２のｎｏ）、庫内視認用照明モードで動作する（Ｓ３０７）。扉１１が閉鎖されると（Ｓ３０２のｙｅｓ）、冷蔵室１０内の収納物の量を検知する収納物検知処理を行う（Ｓ３０３）。この収納物検知処理（Ｓ３０３）は、上述の図４のフローチャートの処理によってなされる。そして、ステップＳ３０３で検出した収納物の量が少ない（基準の収納量未満）と判定された場合（Ｓ３０４のｎｏ）、冷気導入量を少なくする省エネ運転を行う（Ｓ３０８）。収納物が多い（基準の収納量以上）と判定された場合（Ｓ３０４のｙｅｓ）には、超音波センサ６により、新たに投入された収納物の位置検知を行い（Ｓ３０５）、その位置に応じた冷却制御を行う（Ｓ３０６）。収納物の位置検知（Ｓ３０５）は、超音波センサ６から超音波を発生させ、その反射波を受信することにより、対象物との距離を測ることにより行われる。冷却制御（Ｓ３０６）は、ステップＳ３０５の位置検知により、その位置に向けて集中的に冷気を送ることができ、速やかに冷却することができる。例えば、庫内攪拌ファン４にその向きを可変にする駆動部を設け、庫内攪拌ファン４の向きを収納物に向けて冷気を集中させる、その位置に近い吹出口からの冷気流入量を増やす、などの処理を行う。

以上のように、光センサ２のみでは、投入された収納物の位置を検知することは困難であるが、超音波センサ６を設けることにより、容易に位置を検知することができる。このように、光センサ２と超音波センサ６とを組み合わせることにより、庫内の収納物状態をより精度よく検知することができる。

実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係る冷蔵庫は、位置検知手段が温度センサ３ａ、３ｂによって構成されている点は上記の実施の形態１と同じであるが、負荷量検知手段が音波センサ７によって構成されている点が上記の実施の形態１と相違する。以下、相違点を中心に説明する。

図１８は、本発明の実施の形態４に係る冷蔵室１０の構成を示す図であり、図１８（Ａ）は上から見た場合の図、図１８（Ｂ）は横から見た場合の図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付して、一部の説明を省略する。

冷蔵室１０は、雰囲気温度を検出する温度センサ３ａ、３ｂと、音波センサ７が設けられ、音波センサ７は、天井と棚１５ａの間、棚１５ａと棚１５ｂの間、棚１５ｂと底面との間の背面と側面にそれぞれ設置されている。音波センサ７は、音波を発生させ、発生させた音響信号による音圧の変化から、空間にある収納物の体積を測定することができ、庫内の収納物の量を検知することができる。

（冷蔵室１０のメイン処理）
図１９は、本実施の形態４に係る冷蔵庫１００の機能ブロック図であり、図２０は、冷蔵室１０のメイン処理を示すフローチャートである。
制御装置１６は、扉開閉検知スイッチ１３により扉１１が開放されていることを検知すると（Ｓ４０１）、扉１１が閉鎖されるまでの間は（Ｓ４０２のｎｏ）、庫内視認用照明モードで動作する（Ｓ４０７）。扉１１が閉鎖されると（Ｓ４０２のｙｅｓ）、音波センサ７は音波を発生させて庫内の収納物の量を検知する収納物検知処理を行う（Ｓ４０３）。この収納物検知処理においては、音波センサ７から音波を発生させ、発生させた音響信号による音圧の変化から空間にある収納物の体積を測定する。音圧の変化と収納物の体積との相関は例えば予め実験等により求めて、それを制御装置１６に記憶しておいて、音圧の変化から収納物の体積を求める。そして、ステップＳ４０３で検出された収納物の量が少ない（基準の収納量未満）と判定された場合（Ｓ４０４のｎｏ）、冷気導入量を少なくする省エネ運転を行う（Ｓ４０８）。収納物の量が多い（基準の収納量以上）と判定された場合（Ｓ４０４のｙｅｓ）は、温度センサ３ａ、３ｂにより、収納物の位置検知を行い（Ｓ４０５）、収納物の位置に応じた冷却制御を行う（Ｓ４０６）。収納物の位置検知（Ｓ４０５）は、図６のフローチャートによる処理によってなされる。冷却制御（Ｓ４０６）は、ステップＳ４０５の位置検知により、その位置に向けて集中的に冷気を送ることができ、速やかに冷却することができる。例えば、庫内攪拌ファン４にその向きを可変にする駆動部を設け、庫内攪拌ファン４の向きを収納物に向けて冷気を集中させる、その位置に近い吹出口からの冷気流入量を増やす、などの処理を行う。

このように、音波センサ７を用いることで、庫内負荷量を検知することができ、温度センサ３ａ、３ｂによる位置検知を併用することにより、庫内の収納物状態をより精度よく検知することができる。

以上のように、本発明の実施の形態１〜４は、庫内の収納状態を検出する負荷検知手段と、投入された収納物の位置を検出する位置検知手段とを併せて用いることにより、庫内の収納物状態をより精度よく検知することができ、より最適な冷却制御を行うことができる。負荷検知手段と位置検知手段とは、少なくとも２種類のセンサを用いることが望ましい。また、特性の異なるセンサを併用することにより、誤検知を防止することができる。

実施の形態５．
（冷蔵庫１００の構成）
図２１は、本発明の実施の形態５に係る冷蔵室１０の構成を示す図であり、図２１（Ａ）は上から見た場合の図、図２１（Ｂ）は横から見た場合の図である。なお、実施の形態１と同じ部分にはこれと同じ符号を付して、一部の説明を省略する。

扉１１は、透明板４０ａ、４０ｂと、その間に、透明断熱材４１と、液晶調光シート４２とが設けられ、外枠４３で固定されて構成されている。液晶調光シート４２は、通電の有無で透明、不透明を切り替えることができる。このような構成により、液晶調光シート４２の通電時に、扉１１が透明となり、冷蔵室１０内が視認可能となる。これによって、冷蔵室１０内を確認するために扉１１を開閉する必要がなく、扉１１の開閉回数、開閉時間を減らすことができ、エネルギー消費量を削減することができる。透明板４０ａ、４０ｂは、例えば、ガラスや、アクリル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどの樹脂を用いることができ、これらに限定しない。透明断熱材４１は、例えば、エアロゲルなどのナノ多孔質体を用いることができ、これらに限定しない。

図２２は、棚１５の断面側面図であり、冷蔵室１０内を複数に仕切る棚１５ａ、１５ｂと冷蔵庫１０の底面上に設置した棚１５ｃ（棚１５と総称する場合がある）とを備える。棚１５は、端部に光源４４を有し、光源４４に接続して導光板４５が設けられて構成されている。このような構成により、棚１５の全面あるいは一部の面が発光可能となっている。

以上のような構成により、ユーザーに冷蔵室１０内の収納物１８の収納量を容易に報知することができ、さらに収納状態の改善を促す対処方法を報知することもできる。
例えば、正面パネル１２に、お知らせボタン（図示せず）を設け、このお知らせボタンが押された場合に、冷蔵室１０内の収納状態の検知が行われ、その収納状態に対する対処方方法を報知する。収納量が多い場合には、液晶調光シート４２を通電して扉１１を透明にし、棚１５のうち収納物１８の収納量が多い棚、ここでは棚１５ａを光源４４により発光させて、ユーザーに収納物１８の配置を改善するよう報知する。このように、扉１１を透明にし、収納物１８の配置（つめ方）を改善すべき棚を、扉１１を開閉することなく知ることができるため、扉１１の開閉時間を短縮することができ、エネルギー消費量を削減することができる。

（冷蔵室１０の収納状態とその対処方方法の報知処理）
図２３は、冷蔵室１０の収納物１８の収納状態、ここでは実施の形態１の収納物検知と同様の処理方法で収納物１８の収納量を検知し、その対処方法の報知処理を示すフローチャートである。正面パネル１２のお知らせボタン（図示せず）を押されたことを検知（Ｓ５０１）したら、収納物検知処理を行う（Ｓ５０２）。収納物１８が少ないと判定された場合（Ｓ５０３のｎｏ）、正面パネル１２で収納量報知を行う（Ｓ５１３）。収納物１８が多いと判定された場合（Ｓ５０３のｙｅｓ）は、液晶調光シート４２をＯＮ（Ｓ５０４）にし、棚１５のうち、収納物１８の収納量が多い棚を発光させる（Ｓ５０５）。棚を発光させてから所定時間内（Ｓ５０６のｎｏ）に、ユーザーが扉１１を開いて（Ｓ５０７のｙｅｓ）閉じた場合（Ｓ５０８のｙｅｓ）、ユーザーが何らかの対処をしたと判定し、再び、収納物検知を行う（Ｓ５０９）。ユーザーの対処により冷蔵庫１０内の収納物１８が整理され、収納物１８の収納量が少ないと判定された場合（Ｓ５１０のｎｏ）は、棚の発光をＯＦＦ（Ｓ５１５）、液晶調光シート４２をＯＦＦ（Ｓ５１６）にし、正面パネル１２で冷蔵庫１０内の収納状態が改善したことを報知する（Ｓ５１７）。また、棚を発光させてから所定時間内に扉１１が開かれなかった場合（Ｓ５０６のｙｅｓ）と、ステップＳ１６０で収納物１８が多いと判定された場合（Ｓ５１０のｎｏ）は、棚の発光をＯＦＦ（Ｓ５１１）、液晶調光シート４２をＯＦＦ（Ｓ５１２）にし収納量報知を行い（Ｓ５１３）終了する。

また、冷蔵庫１０の収納物１８の収納物検知処理を、上記実施の形態４に示すような、温度センサ３ａと音波センサ７により収納物１８の位置を検知する構成とすれば、冷蔵庫１０の収納物１８の収納量だけではなく、棚の空きスペースを光源１で報知することができるので、お知らせボタンを押して扉１１を透明にすれば、扉１１を閉じたまま光源１で点灯された棚の位置を確認することができる。ユーザーはその棚の空きスペース位置を把握しながら扉１１を開けることができるので、スムーズに収納物１８の収納を行うことができる。

以上のように、本発明の実施の形態５は、庫内の収納状態を検出する負荷検知手段と、投入された収納物の位置を検出する位置検知手段とを併せて用い、さらに扉を透明／不透明に切り替え可能に構成することにより、扉を閉じたまま庫内の収納物状態を視認可能としたことで、扉を閉じたままどの棚に収納物が置けるかが把握できるため、扉の開放が短時間で済み、庫内の収納物状態の改善や収納物の収納をスムーズに行うことができる。

１ 光源、２ 光センサ、３ 温度センサ、３ａ 温度センサ、３ｂ 温度センサ、４ 庫内攪拌ファン、５ 重量センサ、６ 超音波センサ、７ 音波センサ、８、９、１０ 冷蔵庫、１１ 扉、１２ 正面パネル、１３ 扉開閉検知スイッチ、１４ ドアポケット、１５ 棚、１５ａ 棚、１５ｂ 棚、１５ｃ 棚、１６ 制御装置、１７、１８ 収納物、１９、２０ 冷却機構、２１ コンプレッサー、２２ 熱交換器、２３ 冷気送風ファン、２４ 背面冷却路、２５ 吹出口、２６、２７、２８、２９、３０ 切替室、３１ 引き出し扉、３２ 野菜室、３３ 引き出し扉、３４ 冷凍室、３５ 引き出し扉、４０ａ 透明板、４０ｂ 透明板、４１ 透明断熱材、４２ 液晶調光シート、４３ 外枠、１００ 冷蔵庫。

Claims (6)

1. 開閉可能な扉を有する貯蔵室と、前記貯蔵室に投入された食品を冷却する冷却手段とを備えた冷蔵庫において、
   前記貯蔵室内の負荷量を検知する負荷量検知手段と、
   収納物の位置を検知する位置検知手段と
   を備えたことを特徴とする冷蔵庫。
2. 前記負荷量検知手段が検知した負荷量及び前記位置検知手段が検知した収納物の位置に基づいて前記冷却手段を制御する制御部
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記位置検知手段は、前記負荷量検知手段が検出した負荷量が基準の収納量以上の場合に、収納物の位置を検知する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冷蔵庫。
4. 前記負荷量検知手段は、前記貯蔵室内に光を照射する光源部及び前記光源部により照射される光を検知可能な光センサ部を備え、前記光センサ部の出力に基づいて前記貯蔵室内の負荷量を検出し、
   前記位置検知手段は、前記貯蔵室内の温度を検知可能な温度センサ部を備え、前記温度センサ部の出力に基づいて収納物の位置を検知する
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の冷蔵庫。
5. 前記庫内室内の収納状態を報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の冷蔵庫。
6. 前記庫内室内の空気を攪拌する庫内攪拌機構を備え、
   前記制御部は、前記庫内室内の収納状態に基づいて前記庫内攪拌機構を動作させることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の冷蔵庫。

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