JP6965293B2 - 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。

本発明の目的は、冷凍室の内容積を確保しつつ、食品が収納されたことを素早く検出し自動的に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、冷蔵室と、この冷蔵室の下方にある冷凍室および製氷室と、前記冷蔵室と前記冷凍室とを仕切る断熱仕切壁と、前記冷凍室の温度を測定する温度検知手段と、を備え、前記断熱仕切壁は前記冷凍室側の面に、前記温度検知手段が収納される第一の凹部と、前記第一の凹部よりも広い領域に形成された第二の凹部と、が設けられ、前記温度検知手段の下端が、前記第一の凹部の下端よりも下方に位置するとともに、前記第二の凹部の下端よりも上方に位置する。

本発明によれば、冷凍室の内容積を確保しつつ、食品が収納されたら自動的に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のＡ−Ａ線断面である。 図１に示す冷蔵庫の背面内部の構成を示す正面図である。 図２に示す冷凍室４の要部拡大図である。 図４に示す冷凍室温度センサ４２近傍の拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線断面。冷凍室容器４ｂを除いた状態の冷凍室４を示す。 図６に示す冷凍室温度センサ４２の近傍の拡大図である。 センサカバー５６を下方から見た平面図である。

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。

本発明に関する冷蔵庫の実施例について説明する。図１は実施例１に係わる冷蔵庫の正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すように、冷蔵庫１の箱体１０は、上方から冷蔵室２、左右に併設された製氷室３と冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の順番で貯蔵室を有している。冷蔵庫１はそれぞれの貯蔵室の開口を開閉するドアを備えている。これらのドアは、冷蔵室２の開口を開閉する、左右に分割された回転式の冷蔵室ドア２ａ、２ｂと、製氷室３、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の開口をそれぞれ開閉する引き出し式の製氷室ドア３ａ、冷凍室ドア４ａ、第一切替室ドア５ａ、第二切替室ドア６ａである。これら複数のドアの内部材料は主にウレタンで構成されている。

ドア２ａには表示部２０１を設けている。ドア２ａ、２ｂを冷蔵庫１に固定するために、ドアヒンジ（図示せず）が冷蔵室２上部及び下部に設けてあり、上部のドアヒンジはドアヒンジカバー１６で覆われている。

製氷室３及び冷凍室４は、庫内を冷凍温度帯（０℃未満）の例えば平均的に−１８℃程度にした冷凍貯蔵室であり、冷蔵室２は庫内を冷蔵温度帯（０℃以上）の例えば平均的に４℃程度にした冷蔵貯蔵室である。第一切替室５、及び第二切替室６は冷凍温度帯もしくは冷蔵温度帯に設定可能な切替貯蔵室で、例えば、平均的に４℃程度にする冷蔵モードと、平均的に−２０℃程度にする冷凍モードとを切り替えられる。本実施例の冷蔵庫１では、さらに冷蔵モードと冷凍モードの間の温度となる強冷蔵モードや弱冷凍モード、また冷蔵モードよりも高温にする弱冷蔵モード、冷凍モードよりも低温にする強冷凍モードといった、複数の運転モードを設けており、これらの運転モードは，冷蔵室２内に設けた操作部２００を操作することで選択できる。

図２に示すように、冷蔵庫１は、鋼板製の外箱１０ａと合成樹脂製の内箱１０ｂとの間に発泡断熱材（例えば発泡ウレタン）を充填して形成される箱体１０により、庫外と庫内は隔てられて構成されている。箱体１０には発泡断熱材に加えて、比較的熱伝導率の低い真空断熱材２５を外箱１０ａと内箱１０ｂとの間に実装することで、食品収納容積を低下させることなく断熱性能を高めている。ここで、真空断熱材は、グラスウールやウレタン等の芯材を、外包材で包んで構成される。外包材はガスバリア性を確保するために金属層（例えばアルミニウム）を含む。また、真空断熱材は製造性から一般的に各面形状が平面で形成される。

本実施例では、箱体１０の背面と下部に真空断熱材２５ｅ、２５ｆを、箱体１０の両側部に真空断熱材２５ｇ（図示せず）を設けることで、冷蔵庫１の断熱性能を高めている。

冷蔵室２と、製氷室３及び冷蔵室４は断熱仕切壁２８によって隔てられている。また、製氷室３及び冷凍室４と、第一切替室５は断熱仕切壁２９によって隔てられ、第一切替室５と第二切替室６は断熱仕切壁３０によって隔てられている。また，第一切替室５の後方には後述するＦ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路（Ｆ蒸発器室８ｂ、冷凍室風路１２、及び冷凍室戻り風路１２ｄ）が設けられ，第一切替室５とＦ蒸発器１４ｂ及びその周辺風路の間には断熱仕切壁２７が設けられている。

冷蔵室ドア２ａ、２ｂの庫内側には複数のドアポケット（図示せず）を設け、また複数の棚（図示せず）を設けることで、冷蔵室２内は複数の貯蔵スペースに区画されている。製氷室ドア３ａ、冷凍室ドア４ａ、第一切替室ドア５ａ、第二切替室ドア６ａには、一体に引き出される製氷室容器３ｂ、冷凍室容器４ｂ、第一切替室容器５ｂ、第二切替室容器６ｂを備えている。

冷蔵室２、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６の庫内背面側には、それぞれ冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ（図示せず）、第二切替室温度センサ（図示せず）を設け、Ｒ蒸発器１４ａの上部にはＲ蒸発器温度センサ４０ａ、Ｆ蒸発器１４ｂの上部にはＦ蒸発器温度センサ４０ｂを設け、これらのセンサにより、冷蔵室２、冷凍室４、第一切替室５、第二切替室６、Ｒ蒸発器１４ａ、及びＦ蒸発器１４ｂの温度を検知している。また、冷蔵庫１の天井部のドアヒンジカバー１６の内部には、外気温度センサ４６と外気湿度センサ４７を設け、外気（庫外空気）の温度と湿度を検知している。その他にも、ドアセンサ（図示せず）を設けることで、ドア２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの開閉状態をそれぞれ検知している。

冷蔵庫１の上部には、制御装置の一部である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基板３１を配置している。また、制御基板３１は、外気温度センサ４６、外気湿度センサ４７、冷蔵室温度センサ４１、冷凍室温度センサ４２、第一切替室温度センサ、第二切替室温度センサ、Ｒ蒸発器温度センサ４０ａ、Ｆ蒸発器温度センサ４０ｂ等と電気配線（図示せず）で接続されている。

制御基板３１では、各センサの出力値や操作部２００の設定、ＲＯＭに予め記録されたプログラム等を基に、後述する圧縮機５８やＲファン９ａ、Ｆファン９ｂ、各ダンパ（図示せず）、冷媒制御弁（図示せず），表示部２０１の制御を行っている。

図３は、図１のドア、容器、後述する吐出口を外した（省略した）状態の正面図である。

図２および図３に示すように、冷蔵用蒸発器であるＲ蒸発器１４ａは、冷蔵室２の背部にあるＲ蒸発器室８ａの内部に設けてある。Ｒ蒸発器１４ａと熱交換して低温になった空気（冷気）は、Ｒ蒸発器１４ａの上方に設けた冷蔵用ファンであるＲファン９ａにより、冷蔵室風路１１、冷蔵室吐出口１１ａを介して冷蔵室２に送風され、冷蔵室２内を冷却する。ここで、Ｒファン９ａの形態は、遠心型ファンであるターボファンとしている。冷蔵室２に送風された空気は冷蔵室戻り口１５ａ（図２参照）及び冷蔵室戻り口１５ｂ（図３参照）からＲ蒸発器室８ａへと戻り、再びＲ蒸発器１４ａにより冷却される。

冷蔵室２の冷蔵室吐出口１１ａは冷蔵室２の上部に設けており、本実施例では最上段の棚と上から二段目の棚の上方に空気が吐出するように設けている。また冷蔵室戻り口１５ａ、１５ｂは冷蔵室２の下部に設けており、本実施例では冷蔵室戻り口１５ｂは冷蔵室２の下から二段目に設け、冷蔵室戻り口１５ａは冷蔵室２の最下段の間接冷却室３６の略背部に設けている。

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センサ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８を用いて説明する。

図４は、図１のＡ−Ａ線断面であり、上部冷凍室４の要部拡大断面図を示している。図５は、図４に示す冷凍室温度センサ４２の近傍（破線部Ｐ）の拡大図である。図６は、図４のＢ−Ｂ線断面であり、冷凍室容器４ｂを除いた状態の上段冷凍室４を示している。図７は、図６に示す冷凍室温度センサ４２の近傍の拡大図である。図８は、センサカバー５６を下方から見た平面図である。

図４に示すように、冷蔵室２と上部冷凍室４とを上下に仕切る断熱仕切壁２８の奥行き方向の後部側に、サーミスタを用いた冷凍室温度センサ４２が取り付けられている。

この冷凍室温度センサ４２は、上部冷凍室５０内の食品温度に左右される空間の温度を測定するものである。従って、冷凍室温度センサ４２の出力信号の変動状態から、上部冷凍室４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。

尚、冷凍室温度センサ４２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。

本実施例における冷凍室温度センサ４２は、図４に示しているとおり、断熱仕切壁２８の奥行き方向の後部側で、冷気の吹き出し口１２ｂの近傍に設けられている。

図５に示すように、断熱仕切壁２８は、上ケース４５と下ケース４６との間の空間に断熱材（発泡断熱材、真空断熱材、スチロフォーム等からなる成形断熱材等）を配置することで、冷蔵室２と上部冷凍室４とで冷熱の移動を抑制する。下ケース４６の奥行き方向の後部側に凹部５５が設けられ、この凹部５５を下側から覆うようにセンサカバー５６が設けられる。これら凹部５５とセンサカバー５６との間の収納部５７に冷凍室温度センサ４２が設けられる。

冷凍室温度センサ４２は、サーミスタ４２ａ、コネクタ４２ｃ、および、両者を繋ぐ信号線４２ｂからなる。サーミスタ４２ａは、センサカバー５６に設けられた嵌合部５６ａにより固定される。コネクタ４２ｃは、制御コネクタ４２ｄ及び制御信号線４２ｅ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４２ａ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。

サーミスタ４２ａとコネクタ４２ｃ及び制御コネクタ４２ｄとは上下方向に位置している。このとき、サーミスタ４２ａは冷蔵庫１の幅方向に対して横長に取り付けられ、また、サーミスタ４２ａの上方にコネクタ４２ｃ（制御コネクタ４２ｄ）が位置する。

嵌合部５６ａは、サーミスタ４２ａの長手方向に対して垂直方向に対向するように複数設けられ、サーミスタ４２ａを両側から挟むように位置している。このとき、図５に示すように、サーミスタ４２ａを介して対向する嵌合部５６ａ同士の間の寸法Ｄ１は、コネクタ４２ｃ（制御コネクタ４２ｄ）の前後方向の寸法Ｄ２よりも小さくした。これにより、コネクタ４２ｃ及び制御コネクタ４２ｄを収納部５７の内壁に固定や位置決めをしなくとも、サーミスタ４２ａとの接触を抑制できるとともに、組み立て作業性を向上することができる。

また、サーミスタ５０の上方投影内にコネクタ４２ｃ（制御コネクタ４２ｄ）を配置できるため、センサカバー５６を小型化でき、上部冷凍室４の収納スペースを有効活用できる。

また、サーミスタ４２ａを固定するための嵌合部５６ａは、断熱仕切壁２８側ではなく、センサカバー５６側に設けられている。これにより、サービス作業者がセンサカバー５６を外すことで、センサカバー５６に固定されたサーミスタ４２ａとともに、収納部５７内で固定されていない信号線４２ｂ、コネクタ４２ｃ（制御コネクタ４２ｄ）等も一緒に引き出すことができ、冷凍室温度センサ４２のサービス作業性を向上できる。

また、図７に示すように、制御コネクタ４２ｄと制御信号線４２ｅとの結線部４２ｆと、制御信号線４２ｅの信号線引き出し部４２ｇとは、互いに対向しないように設けられている。これにより、制御信号線４２ｅに曲げ部４２ｅ１が形成される。これと同様に、サーミスタ４２ａと信号線４２ｂとの結線部（図示せず）と、信号線４２ｂとコネクタ４２ｃとの結線部（図示せず）とは互いに対向しないように設けられ、信号線４２ｂに曲げ部（図示せず）が形成される。これら曲げ部４２ｅ１等が形成されることで、信号線４２ｂ及び制御信号線４２ｅの寸法を長くすることができ、サービス作業時に、コネクタ４２ｃ及び制御コネクタ４２ｄを断熱仕切壁２８よりも外側に引き出すことができ、作業性を向上できる。

図４及び図６に示すとおり、上部冷凍室４の天井壁面を構成する下ケース４６には、下ケース下端部（第一の底面部）４６ａと、その下ケース下端部４６ａよりも冷蔵室２側に凹んだ第二の凹部（第二の底面部）４６ｂが形成される。この第二の凹部４６ｂの奥行き方向の後部側で且つ、上部冷凍室４の幅方向の略中央に、第二の凹部４６ｂよりも狭い領域の第一の凹部５５が形成される。そして、図５及び図７に示すとおり、第一の凹部５５とセンサカバー５６とで形成された収納空間５７に、冷凍室温度センサ４２が収納される。

このとき、サーミスタ４２ａの下端は、第二の凹部４６ｂの下端よりも上方に位置している。また、コネクタ４２ｃ及び制御コネクタ４２ｄは、第二の凹部４６ｂ上端よりも上方に位置している。これにより、サーミスタ５０が上部冷凍室４の内部の冷気と触れ易くなり、温度検知の精度を向上できる。

また、サーミスタ４２ａの下端は、第一の凹部５５下端よりも下方であって、第二の凹部４６ｂ上端よりも下方に位置している一方で、ケース下端部４６ａよりは上方に位置している。更に、ケース下端部４６ａすなわち第二の凹部４６ｂ下端は、冷気の吹き出し口１２ｂよりも上方に形成されるため、吹き出し口１２ｂからの冷気がサーミスタ４２ａに直接吹き付けられることを抑制し、温度検知の精度をより向上している。

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４２ａを、センサカバー５６内部であり、断熱仕切壁２８の下面を構成する下ケース４６の上方の凹んだ領域に設けているので、サーミスタ４２ａ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。

本実施例のように温度検知手段としてサーミスタを用いる場合、赤外線センサを用いる場合と違って、食品に近い位置にあった方が、検知精度が高い。したがって、サーミスタの一部を下方に出張らせることによって、検知精度が高められている。ただし、サーミスタが出張ると、容器を出し入れしたときに、食品がサーミスタと接触し易くなる。しかし、本実施例では、サーミスタの下端が、ケース下端部４６ａよりは上方に位置しているので、食品とサーミスタとが接触し難くなっている。

また、図７及び図８に示すとおり、サーミスタ４２ａは、センサカバー５６に設けられた格子状のスリット７０を介して冷凍室の温度を測定している。サーミスタ４２ａがスリット７０を介して冷凍室の温度を測定する構成としたのは、電気用品安全法の要請に応え、サーミスタ４２ａと使用者が触れうる部分との間に十分な沿面距離（１ｍｍ以上）を確保するためである。

また、上述のとおり、サーミスタ４２ａとコネクタ４２ｃ（制御コネクタ４２ｄ）とは上下方向に並んで配置されているため、収納部５７の上下方向の寸法を確保することが必要となる。しかし、断熱仕切壁２８は、冷蔵室２や上部冷凍室４の内容積を確保するため、断熱厚さは小さく形成されている。そこで、本実施例では、サーミスタ４２ａの少なくとも一部が、第二の凹部４６ｂ上端よりも下方（すなわち、断熱仕切壁２８の外部）に位置するため、収納部５７上端と上ケース４５との間を、必要最低限の断熱性能を確保した壁厚さ寸法に設定できる。

尚、上ケース４５と収納部５７上端との間は、断熱厚さが小さくなる箇所であるため、発泡断熱材が充填され難い等、十分な断熱性能を得られない虞がある。そこで、当該間に図５に示すようなヒータや冷媒管等からなる加熱手段６０を配置することで、上部冷凍室４から伝わる冷凍温度帯の冷気の影響により、冷蔵温度帯である上ケース４５側に結露が生じることを抑制できる。

尚、本実施例において、上ケース４５とケース下端部４６ａとの間の寸法は約３０．５ｍｍ、上ケース４５と第二の凹部４６ｂとの間の寸法は約１６．５ｍｍ、上ケース４５と収納部５７上端との間の寸法は約３．５ｍｍとしている。

以上のとおり、本実施例において、冷凍室温度センサ４２の温度検知の精度の向上できるとともに、断熱仕切壁２８の断熱性能の低下を抑制することができる。

図４及び図６に示すとおり、断熱仕切壁２８の上部冷凍室４側を構成する下ケース４６には、第二の凹部４６ｂが形成されている。この第二の凹部４６ｂの面積は、上部冷凍室４の上壁面の面積に対して７０％以上としている。これにより、第二の凹部４６ｂの面積と冷凍室容器４ｂの上部開口部の面積とがほぼ同等の大きさにできる。冷凍室ドア４ａを前後方向に摺動させたとき、冷凍室容器４ｂに収納した食品が、断熱仕切壁２８の天井面（すなわち、下ケース４６）やセンサカバー５６と接触することを抑制するとともに、サーミスタ５０ａと食品との間の距離を十部に確保することができ、上部冷凍室４の温度測定の精度を向上できる。

図５及び図７に示すとおり、センサカバー５６の下端は、ケース下端部４６ａよりも上方に位置している。これにより、冷凍室ドア４ａを前後方向に摺動させたとき、冷凍貯蔵容器４１に収納した食品が、センサカバー５６と接触することを抑制するとともに、サーミスタ５０ａと食品との間の距離を十部に確保することができ、上部冷凍室４の温度測定の精度を向上できる。

１…冷蔵庫、２…冷蔵室、３…製氷室（左側冷凍室）、４…冷凍室（右側冷凍室）、４ａ…冷凍室ドア、４ｂ…冷凍室容器、５…第一の切替室、６…第二の切替室、８ａ…Ｒ蒸発器室、８ｂ…Ｆ蒸発器室、１０…冷蔵庫本体、１２ｂ…吹き出し口、１４ａ…Ｒ蒸発器、１４ｂ…Ｆ蒸発器、２８…断熱仕切壁、２９…断熱仕切壁、３０…断熱仕切壁、３６…間接冷却室、４２…温度センサ、４２ａ…サーミスタ、４２ｂ…信号線、４２ｃ…コネクタ、４２ｄ…制御装置コネクタ、４２ｅ…制御信号線、４２ｅ１…曲げ部、４２ｆ…結線部、４２ｇ…信号線引き出し部、４５…上ケース、４６…下ケース、４６ａ…ケース下端部（第一の底面部）、４６ｂ…第二の凹部（第二の底面部）、５１…背面壁、５３…縦仕切部、５５…凹部（第一の凹部）、５６…センサカバー、５６ａ…嵌合部、５７…収納部、５８…圧縮機、６０…加熱手段、７０…スリット

Claims (3)

1. 冷蔵室と、この冷蔵室の下方にある冷凍室および製氷室と、
   前記冷蔵室と前記冷凍室とを仕切る断熱仕切壁と、
   前記冷凍室の温度を測定する温度検知手段と、を備え、
   前記断熱仕切壁は前記冷凍室側の面に、前記温度検知手段が収納される第一の凹部と、前記第一の凹部よりも広い領域に形成された第二の凹部と、が設けられ、
   前記温度検知手段の下端が、前記第一の凹部の下端よりも下方に位置するとともに、前記第二の凹部の下端よりも上方に位置する、ことを特徴とする冷蔵庫。
2. 請求項１において、
   前記第二の凹部の上端は、前記第一の凹部の上端よりも下方に位置しており、
   前記第二の凹部が形成される領域は、前記断熱仕切壁の面積の７０％以上を占める、ことを特徴とする冷蔵庫。
3. 請求項１または２において、
   前記温度検知手段は、カバー部材で覆われている、ことを特徴とする冷蔵庫。

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