JP7167689B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

この発明は、冷蔵庫に関するものである。

食品を長期保存するためには、冷凍保存が有効である。特許文献１には、食品を小分け可能な状態で冷凍保存することが可能な冷蔵庫が記載されている。特許文献１に記載された冷蔵庫は、真空容器を備え、この真空容器内の圧力を変動させることにより、食品をばらけやすい状態で凍結させるものである。

特許第４８２１５６５号公報

しかしながら、特許文献１に示される冷蔵庫においては、真空容器及び真空容器内の圧力を変動させるための機構が必要である。このため、特許文献１に示される冷蔵庫においては、冷蔵庫の機構の複雑化及び冷蔵庫の寸法の大型化等の課題がある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、より簡易な構造の機器によって、冷凍保存された食品を人の手に依らずに分割できる冷蔵庫を提供することにある。

この発明に係る冷蔵庫は、食品が収納される空間が内部に形成された断熱箱体と、前記食品が収納される空間の温度を調節する冷却手段と、前記食品を分割可能な分割手段と、を備え、前記分割手段は、前記食品を分割しない第１位置と前記食品を分割する第２位置との間で移動可能な分割部と、周囲温度が予め設定された基準温度以上か未満かに応じて変形する部材を含み、前記部材の変形により前記分割部を前記第１位置と前記第２位置とに変位させる変位部と、を備え、前記冷却手段は、第１時点で前記空間の温度が前記基準温度以上及び前記基準温度未満の両者の一方となり、前記第１時点より後の第２時点で前記空間の温度が前記両者の他方となるように変化させる。

この発明に係る冷蔵庫によれば、より簡易な構造の機器によって、冷凍保存された食品を人の手に依らずに分割できるという効果を奏する。

実施の形態１に係る冷蔵庫の正面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の縦断面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える切替室の周辺の拡大断面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える切替室の周辺の拡大断面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える昇降機構の構成及び動作を示す拡大断面図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫が備える昇降機構の変位量を説明する図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の制御系統の機能的な構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の切替室の設定温度、切替室の庫内温度及び切替室に収納された食品の温度の経時変化と分割部の位置とを示す図である。 食品の温度と当該食品が破断する際の荷重との関係の一例を示した図である。 実施の形態１に係る冷蔵庫の動作の一例を示すフロー図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図１０は、この発明の実施の形態１に係るものである。図１は冷蔵庫の正面図である。図２は冷蔵庫の縦断面図である。図３及び図４は冷蔵庫が備える切替室の周辺の拡大断面図である。図５は冷蔵庫が備える昇降機構の構成及び動作を示す拡大断面図である。図６は冷蔵庫が備える昇降機構の変位量を説明する図である。図７は冷蔵庫の制御系統の機能的な構成を示すブロック図である。図８は冷蔵庫の切替室の設定温度、切替室の庫内温度及び切替室に収納された食品の温度の経時変化と分割部の位置とを示す図である。図９は食品の温度と当該食品が破断する際の荷重との関係の一例を示した図である。そして、図１０は冷蔵庫の動作の一例を示すフロー図である。

この実施の形態では、原則として、冷蔵庫１が使用可能な状態に設置されたときを基準として、各方向を定義する。また、図１及び図２によって示される冷蔵庫１を構成する各部材の寸法、位置関係及び形状等は、実際のものとは必ずしも完全に一致しない場合がある。冷蔵庫１の構成は、図１及び図２によって示されるものに限定されるものではない。

図１及び図２に示すように、この実施の形態の冷蔵庫１は、断熱箱体９０を有している。断熱箱体９０は、外箱、内箱及び断熱材によって構成される。外箱は、例えば、鋼鉄製である。内箱は、例えば、樹脂製である。内箱は、外箱の内側に配置される。断熱材は、例えば、発泡ウレタン、真空断熱材等である。断熱材は、外箱と内箱との間の空間に充填されている。

断熱箱体９０の正面は、開口している。断熱箱体９０の内部には、貯蔵空間が形成されている。貯蔵空間は、食品等の被貯蔵物が収納される空間である。断熱箱体９０の内部に形成された貯蔵空間は、１つまたは複数の仕切り部材によって、食品を収納保存するための複数の貯蔵室に区画されている。一例として、冷蔵庫１は、図１及び図２に示すように、複数の貯蔵室として、冷蔵室１００、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００を備えている。各貯蔵室は、断熱箱体９０において、上下方向に４段構成となって配置されている。

冷蔵室１００は、断熱箱体９０の最上段に配置されている。図２に示すように、冷蔵室１００の内部には、一例として、複数の棚板が設けられている。冷蔵室１００の内部は、これらの棚板によって、上下方向に複数の空間に仕切られている。

切替室２００は冷蔵室１００の下方における左右の一側に配置されている。切替室２００内の温度帯は、複数の温度帯のうちのいずれかに選択的に切り替えることが可能である。切替室２００内の温度帯として選択可能な複数の温度帯は、例えば、冷凍温度帯、冷蔵温度帯、チルド温度帯、ソフト冷凍温度帯等である。冷凍温度帯は、例えば、－１８℃程度の温度帯である。冷蔵温度帯は、例えば、３℃程度の温度帯である。チルド温度帯は、例えば、０℃程度の温度帯である。ソフト冷凍温度帯は、例えば、－７℃程度の温度帯である。

製氷室３００は、切替室２００の側方に隣接して配置される。製氷室３００は、切替室２００と並列に配置される。すなわち、製氷室３００は、冷蔵室１００の下方における左右の他側に配置されている。冷凍室４００は、切替室２００及び製氷室３００の下方に配置されている。冷凍室４００は、被貯蔵物を比較的長期にわたって冷凍保存する際に用いられる。また、野菜室５００は、冷凍室４００の下方に配置されている。野菜室５００は、断熱箱体９０の最下段に配置されている。野菜室５００には、例えば、野菜及び容量の大きなペットボトル等が収納される。

冷蔵室１００の正面部には、当該冷蔵室１００を開閉するための冷蔵室扉７が設けられている。冷蔵室扉７は、例えば、両開き式の回転式の扉である。両開き式の冷蔵室扉７は、右扉７ａ及び左扉７ｂにより構成されている。冷蔵室扉７の外側表面には、操作パネル６が設けられている。操作パネル６は、例えば、左扉７ｂに設けられている。操作パネル６は、各貯蔵室の保冷温度等の設定及び各貯蔵室の温度等の各種情報の表示のためのものである。

切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００は、一例として、それぞれ、引出し式の扉によって開閉される。これらの引出し式の扉は、各貯蔵室の左右の内壁面に水平に形成されたレールに沿って冷蔵庫１の奥行方向にスライドできるようになっている。この実施の形態の冷蔵庫１の使用者は、引出し式の扉をスライドさせることで、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００を開閉する。

切替室２００の内部及び冷凍室４００の内部には、食品等を内部に収納できる切替室収納ケース２０１及び冷凍室収納ケース４０１が、それぞれ引き出し自在に格納されている。同様に、野菜室５００内には、食品等を内部に収納できる野菜室収納ケース５０１が、引き出し自在に格納されている。

切替室収納ケース２０１は、切替室２００を開閉する扉に設けられたフレームによって支持される。切替室収納ケース２０１は、切替室２００を開閉する扉に連動して引き出される。冷凍室収納ケース４０１は、冷凍室４００を開閉する扉に設けられたフレームによって支持される。冷凍室収納ケース４０１は、冷凍室４００を開閉する扉に連動して引き出される。同様に、野菜室収納ケース５０１は、野菜室５００を開閉する扉に設けられたフレームによって支持される。野菜室収納ケース５０１は、野菜室５００を開閉する扉に連動して引き出される。

なお、冷蔵庫１に備えられた貯蔵室の数、貯蔵室の配置、貯蔵室を開閉するための扉の構成等は、以上で説明した例に限定されるものではない。例えば、冷蔵室１００を開閉するための扉は、スライド式であってもよい。また、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００を開閉するための扉は、回転式であってもよい。切替室収納ケース２０１、冷凍室収納ケース４０１及び野菜室収納ケース５０１は、それぞれ、２つ以上設けられてもよい。

冷蔵庫１は、各貯蔵室へ供給する空気を冷却するための冷凍機構として、圧縮機２、冷却器３、送風ファン４及び風路５等を備える。圧縮機２及び冷却器３は、図示を省略している凝縮器及び絞り装置等とともに冷凍サイクル回路を構成している。圧縮機２は、冷凍サイクル回路内の冷媒を、圧縮して吐出する。凝縮器は、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮させる。絞り装置は、凝縮器から流出した冷媒を膨張させる。冷却器３は、絞り装置で膨張した冷媒によって、各貯蔵室へ供給する空気を冷却する。圧縮機２は、例えば、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側の下部に配置される。

風路５は、冷凍サイクル回路によって冷却された空気を各貯蔵室へ供給するためのものである。風路５は、断熱箱体９０の内部に形成されている。風路５は、例えば、冷蔵庫１の背面側に配置されている。冷凍サイクル回路を構成している冷却器３は、この風路５内に設置される。また、風路５内には、冷却器３で冷却された空気を各貯蔵室へ送るための送風ファン４も設置されている。

送風ファン４が動作すると、冷却器３で冷却された空気すなわち冷気が、風路５を通って、冷凍室４００、切替室２００、製氷室３００及び冷蔵室１００へ送られる。これにより、各貯蔵室内が冷却される。また、野菜室５００には、冷蔵室１００から戻った冷気が図示しない風路を介して導入される。これにより、野菜室５００内が冷却される。野菜室５００を通過した空気は、冷却器３が設置されている風路５内へと戻される。風路５内へと戻された空気は、再び冷却器３によって冷却され、冷蔵庫１内を循環する。

また、風路５からそれぞれの貯蔵室へと通じる中途の箇所には、ダンパが設けられている。このダンパは、図１及び図２においては図示を省略する。各ダンパの開閉状態が変化することで、各貯蔵室へと供給される冷気の風量が調節される。貯蔵室へと供給される冷気の風量は、送風ファン４の運転が制御されることによっても調節される。また、各貯蔵室へと供給される空気の温度は、圧縮機２の運転が制御されることで調節される。

各貯蔵室には、内部の温度を検知するサーミスタが設置される。このサーミスタは、図１及び図２においては図示を省略する。前述したダンパ、送風ファン４及び圧縮機２は、サーミスタの検知結果に基づいて制御される。ダンパ、送風ファン４及び圧縮機２は、各貯蔵室内の温度が予め設定された設定温度になるように制御される。この実施の形態において、以上のように設けられた圧縮機２と冷却器３とを含む冷凍サイクル回路、送風ファン４、風路５及びダンパは、貯蔵室の内部を冷却することで食品が収納される空間の温度を調節する冷却手段の一例である。

また、この実施の形態の冷蔵庫１は、制御装置８を備える。制御装置８は、例えば、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側の上部に設けられる。制御装置８には、冷蔵庫１の動作を制御するための制御回路等が備えられている。制御装置８の各機能は、この制御回路によって実現される。制御装置８は、冷却手段を制御する制御手段の一例である。

図３は、実施の形態１の冷蔵庫１が備える切替室２００の周辺の拡大断面図である。この切替室２００を開閉する扉を、図３及び以下の説明においては、符号を付して切替室扉９と称する。この実施の形態の冷蔵庫１は、図３に示すように、切替室扉９の開閉状態を検知するための扉開閉検知スイッチ１０を備えている。扉開閉検知スイッチ１０は、切替室扉９の開閉を検知する開閉検知手段の一例である。

また、切替室２００内には、切替室サーミスタ１１が設けられる。切替室サーミスタ１１は、切替室２００の温度を検知する温度検知手段の一例である。また、この実施の形態の冷蔵庫１は、図３に示すように、切替室ダンパ１２を備えている。制御手段の一例である制御装置８は、切替室サーミスタ１１の検知結果に基づいて切替室ダンパ１２を制御する。これにより、切替室２００内の温度が調節される。

この実施の形態において、切替室２００には、例えば、炊飯された米飯、ひき肉、カットされた野菜等の食品が収納される。炊飯された米飯、ひき肉、カットされた野菜は、常温において人間の手で分割可能な食品の例である。ここでいう「常温」とは、各食品の凍結温度よりも高い温度を意味している。換言すると、炊飯された米飯、ひき肉、カットされた野菜は、凍結温度よりも高い温度において人間の手で分割可能な食品の例である。凍結温度よりも高い温度において人間の手で分割可能な食品には、複数の小片によって一群を形成する野菜及び茸類、また調理後の食品等も該当する。

切替室２００の内部には、分割部１３及び昇降機構１４が設けられている。分割部１３及び昇降機構１４は、切替室２００内に収納された食品を分割可能な分割手段の一例である。分割部１３は、昇降機構１４を介して切替室２００の上側の内壁に取り付けられている。分割部１３は、下方に向けて突出した複数の突起部１３ａを備えている。

分割部１３は、図３に示す上昇位置と図４に示す降下位置との間で移動可能である。分割部１３が上昇位置にあるとき、分割部１３の突起部１３ａは食品に接触しない。分割部１３が降下位置にあるとき、分割部１３の突起部１３ａが食品に接触して、当該食品を切断、分割する。この構成例において、上昇位置は、分割部１３が食品を分割しない第１位置である。また、降下位置は、分割部１３が食品を分割する第２位置である。

昇降機構１４は、分割部１３を前述の第１位置（上昇位置）と前述の第２位置（降下位置）とに変位させる変位部である。この昇降機構１４の構成について、図５を参照しながら説明する。同図に示すように、昇降機構１４は、バイアスバネ１４ａ、形状記憶合金バネ１４ｂ及び筒状部１４ｃを備えている。

筒状部１４ｃは、中空な例えば円筒状を呈する伸縮可能な部材である。筒状部１４ｃは、例えば径が少しずつ異なる複数の筒からなるテレスコピック構造を備えている。このテレスコピック構造により、筒状部１４ｃは上下方向に伸縮可能である。なお、筒状部１４ｃは、伸縮可能であればテレスコピック構造に限られない。他に例えば、筒状部１４ｃは蛇腹構造を備えていてもよい。筒状部１４ｃの上端は、切替室２００の上側の内壁に固定されている。筒状部１４ｃの下端は、分割部１３に接続されている。

筒状部１４ｃの内部には、バイアスバネ１４ａ及び形状記憶合金バネ１４ｂが配置されている。形状記憶合金バネ１４ｂは、形状記憶合金からなる押しバネである。形状記憶合金バネ１４ｂを構成する形状記憶合金は、変態温度θｃを境界として、その形状が変化する。すなわち、形状記憶合金バネ１４ｂは、周囲温度が予め設定された基準温度以上か未満かに応じて変形する部材である。この際の基準温度は、形状記憶合金の変態温度θｃに等しい。

バイアスバネ１４ａは、通常の金属等からなる押しバネである。バイアスバネ１４ａ及び形状記憶合金バネ１４ｂは、筒状部１４ｃの内部において互いに押し合うようにして直列に配置されている。

以上のように構成された昇降機構１４の動作について、さらに図６も参照しながら説明する。図６は、バイアスバネ１４ａ及び形状記憶合金バネ１４ｂにかかる荷重と、これらのバネの変形量との関係を示すものである。同図の縦軸は、各バネにかかる荷重を表している。同図の横軸は、各バネの変形量を表している。前述したように各バネは押しバネであるから、同図の横軸が表す変形量は各バネの圧縮量である。なお、横軸に関して、バイアスバネ１４ａの変形量は図に向かって右端が０であり、左にいくに従って大きくなる。逆に、形状記憶合金バネ１４ｂの変形量は図に向かって左端が０であり、右にいくに従って大きくなる。

バイアスバネ１４ａにかかる荷重と変形量との関係は同図中に一点鎖線で示される。変態温度θｃ未満の形状記憶合金バネ１４ｂにかかる荷重と変形量との関係は同図中に実線で示される。そして、変態温度θｃ以上の形状記憶合金バネ１４ｂにかかる荷重と変形量との関係は同図中に破線で示される。このように、形状記憶合金バネ１４ｂは、変態温度θｃ以上か未満かに応じて、形状が変化するとともにバネ定数も変化する。ここで説明する構成例では、変態温度θｃ未満のときよりも変態温度θｃ以上のときの方が形状記憶合金バネ１４ｂのバネ定数が大きくなる。

バイアスバネ１４ａと形状記憶合金バネ１４ｂの変形量は、これらのバネにかかる荷重が釣り合うようにして定まる。変態温度θｃ未満のときには、図６中の（Ａ）点が、バイアスバネ１４ａと形状記憶合金バネ１４ｂとが釣り合う平衡点になる。変態温度θｃ以上のときには、図６中の（Ｂ）点が、バイアスバネ１４ａと形状記憶合金バネ１４ｂとが釣り合う平衡点になる。

したがって、周囲の温度を変態温度θｃ未満から変態温度θｃ以上に上昇させると、平衡点が（Ａ）から（Ｂ）へと移動する。逆に、周囲の温度を変態温度θｃ以上から変態温度θｃ未満に低下させると、平衡点が（Ｂ）から（Ａ）へと移動する。このように、変態温度θｃ未満のときと変態温度θｃ以上のときとで、バイアスバネ１４ａ及び形状記憶合金バネ１４ｂのそれぞれの変形量（圧縮量）が変化する。

これにより、図５に示すように、変態温度θｃ以上か未満かに応じて、バイアスバネ１４ａと形状記憶合金バネ１４ｂとを合わせた長さが変化し、筒状部１４ｃが伸縮する。この構成例においては、変態温度θｃ未満のときには、図５（Ａ）に示すように筒状部１４ｃが縮退する。これは、図６中の（Ａ）点に対応する。そして、変態温度θｃ以上のときに、図５（Ｂ）に示すように筒状部１４ｃが伸長する。これは、図６中の（Ｂ）点に対応する。

このように、昇降機構１４は、周囲温度が予め設定された基準温度（変態温度θｃ）以上か未満かに応じて変形する部材である形状記憶合金バネ１４ｂを含んでいる。そして、昇降機構１４は、形状記憶合金バネ１４ｂの変形により分割部１３を前述の第１位置（図３）と前述の第２位置（図４）とに変位させる。

次に、図７を参照しながら、この実施の形態の冷蔵庫１の制御系統の構成を説明する。同図に示すように、制御装置８の制御回路には、例えば、プロセッサ８ａ及びメモリ８ｂが備えられている。制御装置８は、メモリ８ｂに記憶されたプログラムをプロセッサ８ａが実行することによって予め設定された処理を実行し、冷蔵庫１を制御する。

プロセッサ８ａは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリ８ｂには、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリ、又は磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク及びＤＶＤ等が該当する。

なお、制御装置８の制御回路は、例えば、専用のハードウェアとして形成されてもよい。制御装置８の制御回路の一部が専用のハードウェアとして形成され、且つ、当該制御回路にプロセッサ８ａ及びメモリ８ｂが備えられていてもよい。一部が専用のハードウェアとして形成される制御回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせたものが該当する。

制御装置８には、各貯蔵室の内部の温度を検知するサーミスタから信号が入力される。この実施の形態では、制御装置８には、切替室サーミスタ１１から切替室２００の温度情報を含む信号が入力される。制御装置８は、切替室サーミスタ１１から入力された信号に基づいて、切替室２００内の温度が設定温度に維持されるように、圧縮機２、送風ファン４及び切替室ダンパ１２等を制御する。

次に、図８を参照しながら、この実施の形態における冷凍保存した食品を自動的に分割する際の冷蔵庫１の動作について説明する。同図において、切替室２００の設定温度、切替室２００の庫内温度及び切替室２００に収納された食品の温度は、それぞれ、破線、細実線及び太実線で示される。

この実施の形態において、前述した冷却手段は、冷凍保存した食品を自動的に分割する際、第１工程、第２工程及び第３工程を実行する。第１工程、第２工程及び第３工程は、同図に示すように、順に実行される。制御装置８は、第１工程の終了とともに第２工程が開始され、第２工程の終了とともに第３工程が開始されるように、前述した冷却手段の圧縮機２、送風ファン４及び切替室ダンパ１２を制御する。この実施の形態において、第１工程における切替室２００の設定温度、第２工程における切替室２００の設定温度及び第３工程における切替室２００の設定温度は、それぞれ別に設定される。

第１工程における切替室２００の設定温度は、第１温度θＬに設定される。第１温度θＬは、食品が凍結する温度である凍結温度θｆよりも低く、かつ、形状記憶合金バネ１４ｂの変態温度θｃよりも低い温度に設定される。凍結温度θｆ、変態温度θｃ及び第１温度θＬは、例えば、０℃以下又は０℃未満の温度帯に含まれる。第１温度θＬは、例えば－２０℃である。切替室２００の切替室収納ケース２０１内に収納された分割前の食品２０ａは、この第１工程で凍結される。

この第１工程においては、切替室２００内の空間の温度が変態温度θｃ未満である。このため、昇降機構１４は縮退し、分割部１３は図３に示す上昇位置（第１位置）にある。図３に示すように、この状態では、分割部１３の突起部１３ａは分割前の食品２０ａに接触していない。

第２工程における切替室２００の設定温度は、第２温度θＳに設定される。第２温度θＳは、第１温度θＬよりも高く、かつ、形状記憶合金バネ１４ｂの変態温度θｃよりも高い温度に設定される。また、第２温度θＳは、例えば０℃以下の温度帯に含まれる。第２温度θＳは、例えば－２℃である。

この第２工程においては、切替室２００内の空間の温度が変態温度θｃ以上である。このため、昇降機構１４は伸長し、分割部１３は図３に示す上昇位置（第１位置）から図４に示す降下位置（第２位置）へと移動する。分割部１３が第２位置まで降下する過程で、分割部１３の複数の突起部１３ａが分割前の食品２０ａに押し付けられる。そして、複数の突起部１３ａにより、食品は複数に切断、分割されて図４に示す分割後の食品２０ｂとなる。

第３工程における切替室２００の設定温度は、第３温度θＦに設定される。第３温度θＦは、第２温度θＳよりも低く、かつ、形状記憶合金バネ１４ｂの変態温度θｃよりも低い温度に設定される。第３温度θＦは、例えば－７℃である。

この第３工程においては、切替室２００内の空間の温度が変態温度θｃ未満である。このため、昇降機構１４は縮退し、分割部１３は図４に示す降下位置（第２位置）から上昇位置（第１位置）へと移動する。こうして、分割部１３の突起部１３ａは分割後の食品２０ｂから上方へと離れる。そして、分割後の食品２０ｂが冷凍状態で保存される。

形状記憶合金バネ１４ｂの変態温度θｃは、第１温度θＬよりも高く、第２温度θＳ以下で、かつ、第３温度θＦよりも高くなるように、形状記憶合金バネ１４ｂの材料が選定される。具体的に例えば、ニッケルチタン合金にコバルトを含んだ三元合金を形状記憶合金バネ１４ｂの材料とする。

第１工程は、図８に示すように、第１時間ΔＴＬだけ行われる。第１時間ΔＴＬは、例えば、１２０分である。第１工程においては、切替室２００の設定温度は、第１温度θＬに設定される。前述した冷却手段は、切替室２００の庫内温度が第１温度θＬで維持されるように動作する。すなわち、前述した冷却手段は、第１時点において切替室２００内の温度を前述した基準温度である変態温度θｃ未満にする。第１時点とは、第１工程中の任意の時点である。

第１工程が開始してから第１時間ΔＴＬが経過した時刻ＴＬになると、第１工程が終了して第２工程が開始する。第２工程が開始すると、切替室２００の設定温度は、第１温度θＬから第２温度θＳへ切り替えられる。前述した冷却手段は、切替室２００の庫内温度が第２温度θＳで維持されるように動作する。

第２工程において、時刻Ｔｃ１になると、庫内温度が変態温度θｃに到達する。すなわち、前述した冷却手段は、第２時点において切替室２００内の温度を前述した基準温度である変態温度θｃ以上にする。第２時点とは、第２工程中における時刻Ｔｃ１以降の任意の時点である。第２時点は前述した第１時点より後の時点である。庫内温度が変態温度θｃに到達すると、昇降機構１４もほぼ同じ温度になり、分割部１３は、上昇位置（Ａ）から降下位置（Ｂ）に降下する。降下した分割部１３により、分割前の食品２０ａは複数に分割されて分割後の食品２０ｂとなる。第２工程は、第２時間ΔＴＳだけ行われる。第２時間ΔＴＳは、例えば、１時間である。

第２工程が開始してから第２時間ΔＴＳが経過した時刻ＴＳになると、第２工程が終了して第３工程が開始する。第３工程が開始すると、切替室２００の設定温度は、第２温度θＳから第３温度θＦへ切り替えられる。前述した冷却手段は、切替室２００の庫内温度が第３温度θＦで維持されるように動作する。第３工程において、時刻Ｔｃ２になると、庫内温度が変態温度θｃに達する。すなわち、前述した冷却手段は、第３時点において切替室２００内の温度を前述した基準温度である変態温度θｃ未満にする。第３時点とは、第３工程中における時刻Ｔｃ２以降の任意の時点である。第３時点は前述した第２時点より後の時点である。庫内温度が変態温度θｃに到達すると、昇降機構１４もほぼ同じ温度になり、分割部１３は、降下位置（Ｂ）から上昇位置（Ａ）に上昇する。

以上のように構成された冷蔵庫１においては、前述した変位部である昇降機構１４は、周囲温度が前述の基準温度（変態温度θｃ）未満のときに分割部１３を前述の第１位置（上昇位置）にする。また、昇降機構１４は、周囲温度が前述の基準温度以上のときに分割部１３を前述の第２位置（降下位置）にする。そして、前述した冷却手段は、前述の第１時点において切替室２００内の温度を前述の基準温度未満にする。また、前述した冷却手段は、前述の第２時点において切替室２００内の温度を前述の基準温度以上にする。そして、前述した冷却手段は、前述の第３時点において切替室２００内の温度を再び前述の基準温度未満にする。

このため、この実施の形態の冷蔵庫１によれば、使用者が食品を凍結させる前に予め分割しなくとも、前述の分割手段により食品を自動で分割することができる。このため、使用者が食品を手で分割する手間を省くことができる。また、切替室２００内の温度を変化させることで、分割部１３を上下に移動させて切替室２００内の食品を分割できる。したがって、分割部１３を移動させるためにモーター等の電気的な駆動源を必要とすることなく庫内の温度制御だけで食品を分割できる。すなわち、より簡易な構造の機器によって、冷凍保存された食品を人の手に依らずに分割できる。

なお、前述した変位部である昇降機構１４の周囲温度と分割部１３の位置との関係は、以上で説明した構成例と反対であってもよい。すなわち、昇降機構１４は、周囲温度が前述の基準温度（変態温度θｃ）以上のときに分割部１３を前述の第１位置（上昇位置）にし、周囲温度が基準温度未満のときに分割部１３を前述の第２位置（下降位置）にするように構成してもよい。

この場合、前述した冷却手段は、前述の第１時点において切替室２００内の温度を前述の基準温度（変態温度θｃ）以上にし、前述の第２時点において切替室２００内の温度を基準温度未満にする。そして、前述した冷却手段は、必要に応じて、前述の第３時点において切替室２００内の温度を基準温度以上にする。

したがって、以上をまとめると、前述した冷却手段は、第１時点で切替室２００内の温度が前述の基準温度（変態温度θｃ）以上及び基準温度未満の一方となるようにする。そして、冷却手段は、前述の第１時点より後の第２時点で切替室２００内の温度が基準温度以上及び基準温度未満の他方となるように変化させる。

図９は、分割前の食品２０ａの温度と当該分割前の食品２０ａが破断する際の荷重との関係の一例を示した図である。図９に示す例は、炊飯した米飯を分割前の食品２０ａとした場合の結果である。凍結した状態の米飯を実際に人間の手で分割することができた場合において、凍結した状態の米飯の破断荷重は、１５ｋｇｆ程度であることが、実験結果から確認された。また、凍結した状態の米飯の破断荷重が１５ｋｇ以下となる場合において、凍結した状態の米飯の温度は、温度－４℃以上であることが実験結果から確認された。

炊飯された米飯を分割可能な状態で冷凍保存する場合、第２温度θＳは、－４℃から０℃の温度帯に含まれるように設定されるとよい。すなわち、前述した冷却手段は、前述の第２時点において、切替室２００内の温度を、前述の基準温度（変態温度θｃ）以上で、かつ、食品が凍結された状態のまま人間の手で道具を使わずに分割可能な温度とするとよい。これにより、切替室２００へ収納された米飯の温度は、第２工程において、－４℃から０℃の温度帯に含まれる。

このようにすることで、第２工程における分割前の食品２０ａは、凍結された状態のまま人間の手で分割可能になる。したがって、前述した分割手段の分割部１３は、人間の手で分割する程度の荷重で容易に分割前の食品２０ａを分割できる。このため、バイアスバネ１４ａ及び形状記憶合金バネ１４ｂに要求される弾性力を小さくできるため、これらのバネを小型化でき、ひいては昇降機構１４を含む分割手段全体の小型化を図ることができる。また、分割部１３の特に突起部１３ａの強度、形状（先端部の鋭利さ）等についても、選択の自由度を向上することが可能である。

ただし、第２温度θＳは、この実施の形態で示した例である－４℃から０℃の温度帯に限られない。第２温度θＳは、冷凍保存される食品の種類、状態及び使用環境等によって、任意に設定され得る。

なお、分割部１３の突起部１３ａは、板状に形成されてもよいし、棒状に形成されてもよい。また、突起部１３ａは、格子状の板状の部材として、一体的に形成されてもよい。さらに、複数の突起部１３ａは、図３及び図４に示すように、それぞれの突起部１３ａの上下方向の長さが異なるようにしてもよい。特に、中央の突起部１３ａほど長く、周縁の突起部１３ａほど短くなるようにするとよい。

このようにすることで、複数の突起部１３ａは、上下方向の長さが長いものから順に分割前の食品２０ａに接触する。複数の突起部１３ａが同時ではなく時間的にずれて食品に接触することで、分割時の切断により変形した食品が逃げる余地を確保できる。これにより、突起部１３ａ同士の間に食品が詰まってしまうことを抑制できる。したがって、突起部１３ａ同士の間に詰まった食品により、分割部１３の上下移動が阻害されることも抑制可能である。

次に、以上のように構成された冷蔵庫１の動作の一例を、図１０のフロー図を参照しながら説明する。前述した第１工程は、例えば、操作パネル６の操作部６ａが操作されることで開始される。すなわち、制御装置８は、操作部６ａの操作に応じて、第１工程が開始されるように処理を実行する。また、この実施の形態の制御装置８は、時間を計測するタイマー機能を有する。制御装置８は、第１工程の開始時点で、タイマーｔ＝０として、計時を行う（ステップＳ１０１）。

前述したように、第１工程において、切替室２００の設定温度は、第１温度θＬに設定される（ステップＳ１０２）。制御装置８は、第１工程が実行されている間、タイマーｔが予め設定された第１時間ΔＴＬに達したか判定する（ステップＳ１０３）。制御装置８は、タイマーｔが第１時間ΔＴＬに達するまでステップＳ１０３の判定を継続する。制御装置８は、タイマーｔが第１時間ΔＴＬに達すると、すなわち、第１工程が第１時間ΔＴＬだけ行われると、第１工程が終了して第２工程が開始されるように処理を実行する。

制御装置８は、第２工程の開始時点で、タイマーｔをリセットする。制御装置８は、第２工程の開始時点で、タイマーｔ＝０として、計時を行う（ステップＳ１０４）。第２工程において、切替室２００の設定温度は、第２温度θＳに設定される（ステップＳ１０５）。制御装置８は、第２工程が実行されている間、タイマーｔが予め設定された第２時間ΔＴＳに達したか判定する（ステップＳ１０６）。制御装置８は、タイマーｔが第２時間ΔＴＳに達するまでステップＳ１０６の判定を継続する。制御装置８は、タイマーｔが第２時間ΔＴＳに達すると、すなわち、第２工程が第２時間ΔＴＳだけ行われると、第２工程が終了して第３工程が開始されるように処理を実行する。この実施の形態において、第３工程は、第２工程が第２時間ΔＴＳだけ行われた後に自動的に開始する。第３工程が開始すると、切替室２００の設定温度は、第３温度θＦに設定されて維持される（ステップＳ１０７）。

なお、以上で説明した構成例においては、前述した分割手段である分割部１３及び昇降機構１４を、切替室２００に設けている。しかしながら、食品を分割する分割手段を設ける貯蔵室は、切替室２００に限られない。他に例えば、食品を分割する分割手段を冷凍室４００に設けてもよい。また、冷蔵庫１は、冷蔵室１００、切替室２００、製氷室３００、冷凍室４００及び野菜室５００の複数の貯蔵室を備えるのではなく、食品を分割する分割手段が設けられた冷凍室４００のみを備えるようにしてもよい。すなわち、冷蔵庫１は、冷凍温度帯の貯蔵室のみを備えるものであってもよい。

１ 冷蔵庫
２ 圧縮機
３ 冷却器
４ 送風ファン
５ 風路
６ 操作パネル
６ａ 操作部
６ｂ 表示部
７ 冷蔵室扉
７ａ 右扉
７ｂ 左扉
８ 制御装置
８ａ プロセッサ
８ｂ メモリ
９ 切替室扉
１０ 扉開閉検知スイッチ
１１ 切替室サーミスタ
１２ 切替室ダンパ
１３ 分割部
１３ａ 突起部
１４ 昇降機構
１４ａ バイアスバネ
１４ｂ 形状記憶合金バネ
１４ｃ 筒状部
２０ａ 分割前の食品
２０ｂ 分割後の食品
９０ 断熱箱体
１００ 冷蔵室
２００ 切替室
２０１ 切替室収納ケース
３００ 製氷室
４００ 冷凍室
４０１ 冷凍室収納ケース
５００ 野菜室
５０１ 野菜室収納ケース

Claims (4)

1. 食品が収納される空間が内部に形成された断熱箱体と、
   前記食品が収納される空間の温度を調節する冷却手段と、
   前記食品を分割可能な分割手段と、を備え、
   前記分割手段は、
   前記食品を分割しない第１位置と前記食品を分割する第２位置との間で移動可能な分割部と、
   周囲温度が予め設定された基準温度以上か未満かに応じて変形する部材を含み、前記部材の変形により前記分割部を前記第１位置と前記第２位置とに変位させる変位部と、を備え、
   前記冷却手段は、
   第１時点で前記空間の温度が前記基準温度以上及び前記基準温度未満の両者の一方となり、
   前記第１時点より後の第２時点で前記空間の温度が前記両者の他方となるように変化させる冷蔵庫。
2. 前記変位部は、
   周囲温度が前記基準温度未満のときに前記分割部を前記第１位置にし、
   周囲温度が前記基準温度以上のときに前記分割部を前記第２位置にし、
   前記冷却手段は、
   前記第１時点において前記空間の温度を前記基準温度未満にし、
   前記第２時点において前記空間の温度を前記基準温度以上にし、
   前記第２時点より後の第３時点において前記空間の温度を前記基準温度未満にする請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記冷却手段は、前記第２時点において、前記空間の温度を、前記基準温度以上かつ前記食品が凍結された状態のまま人間の手で道具を使わずに分割可能な温度とする請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記変位部の前記部材は、変態温度が前記基準温度の形状記憶合金である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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