JP7389709B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

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本実施形態は、冷蔵庫に関する。
従来より、冷蔵室を開閉する左扉と右扉との間に、冷蔵庫構成部材の一例である仕切り部を備えた冷蔵庫が知られている。この種の冷蔵庫として、例えば特許文献1に開示されている冷蔵庫は、仕切り部内に結露抑制用のヒータを備えている。そして、このヒータへの入力は、湿度センサや温度センサの検知値に基づいて制御されるようになっている。
特開2017-187233号公報
ところで、冷蔵庫においては、例えば冷却動作の開始時などにおいて貯蔵室内の湿度や温度が一時的に変動する場合があり、このような一時的な変動に応じてヒータの入力を制御してしまうと、ヒータからの発熱が不足して結露が発生したり、あるいは、ヒータからの発熱が過剰となって無駄な電力を消費したりすることが懸念される。
そこで、本実施形態は、貯蔵室内の湿度や温度の一時的な変動の影響を極力受けることなく結露抑制部の入力を制御できるようにした冷蔵庫を提供する。
本実施形態に係る冷蔵庫は、冷蔵庫を構成する冷蔵庫構成部材と、前記冷蔵庫構成部材に結露が発生することを抑制する結露抑制部と、湿度または温度を検知する検知部と、前記検知部の検知値に基づいて前記結露抑制部への入力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、所定タイミングにおける前記検知部の検知値に基づく値を維持値として設定し、冷却動作中において、前記検知部の検知値が前記維持値よりも低い場合には前記維持値に基づいて前記結露抑制部への入力を決定し、前記検知部の検知値が前記維持値よりも高い場合には前記検知部の検知値に基づいて前記結露抑制部への入力を決定する。
第1実施形態に係る冷蔵庫の構成例を概略的に示す正面図 第1実施形態に係る冷蔵庫の一部の構成例を概略的に示す縦断側面図 第1実施形態に係る冷凍サイクルの構成例を概略的に示す図 第1実施形態に係る冷蔵庫の制御系の構成例を概略的に示すブロック図 第1実施形態に係るヒータへの入力の制御例を概略的に示す図(その1) 第1実施形態に係るヒータへの入力の制御例を概略的に示す図(その2) 第1実施形態に係る維持値の設定例を概略的に示す図 第1実施形態に係る冷却動作におけるヒータへの入力の制御例を概略的に示す図 第2実施形態に係る冷蔵庫の構成例を概略的に示す正面図 第2実施形態に係る冷蔵庫の一部の構成例を概略的に示す縦断側面図 第3実施形態に係る維持値の設定例を概略的に示す図
以下、冷蔵庫に係る複数の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(第1実施形態)
図1および図2に例示する冷蔵庫10は、その外郭を構成する矩形箱状の断熱箱体11の内部に、食品類が貯蔵される複数の貯蔵室を備えている。断熱箱体11は、冷蔵庫10の本体部を構成する冷蔵庫本体の一例であり、内箱と外箱との間に真空断熱パネルや発泡ウレタンなどの断熱材を備えた構成である。断熱箱体11には、例えば食品類などの貯蔵物を収容する貯蔵室として、冷蔵温度帯に維持される冷蔵室12が設けられている。また、断熱箱体11には、冷蔵室12以外の貯蔵室として、さらに、冷蔵温度帯に維持される野菜室13、冷凍温度帯に維持される冷凍室14、小冷凍室15、製氷室16などの各種の貯蔵室が設けられている。
野菜室13は、引き出し式の野菜室扉13Dによって開閉されるようになっている。冷凍室14は、引き出し式の冷凍室扉14Dによって開閉されるようになっている。小冷凍室15は、引き出し式の小冷凍室扉15Dによって開閉されるようになっている。製氷室16は、引き出し式の製氷室扉16Dによって開閉されるようになっている。
冷蔵室12の前面開口部は、左右方向に回動する、いわゆる観音開き式の2つの冷蔵室扉12Dによって開閉されるようになっている。また、これら2つの冷蔵室扉12Dの間には仕切り部20が設けられている。仕切り部20は、冷蔵庫10の一部を構成する冷蔵庫構成部材の一例であり、この場合、2つの冷蔵室扉12Dが冷蔵室12の前面開口部を閉塞した閉塞状態において、これら2つの冷蔵室扉12Dの間に位置するようになっている。また、仕切り部20の内部には、ヒータ21が設けられている。ヒータ21は、結露抑制部の一例であり、当該ヒータ21が発熱することによって、仕切り部20に結露が発生することを抑制あるいは防止する。
また、図2に例示するように、冷蔵室12内の後壁面には、上下方向に延びる冷気ダクト30が設けられている。そして、この冷気ダクト30の下部には、冷却室31が設けられている。冷却室31の内部には、冷却器32および冷却ファン33が設けられている。図3に例示するように、冷却器32は、圧縮機34、絞り器35、凝縮器36などとともに周知の冷凍サイクル37を構成するものであり、この冷却器32が生成する冷気は、冷却ファン33によって送風され、冷気ダクト30に設けられている冷気吹き出し口30aから冷蔵室12内に吹き出されるようになっている。
また、冷蔵室12の下部には、冷却室31の前方に位置してチルド室12aが設けられている。また、冷蔵室12の内部には、複数の棚12Tが着脱可能に取り付けられている。冷蔵室12内において、複数の棚12Tは、それぞれ異なる高さ位置に取り付けられている。
次に、冷蔵庫10の制御系の構成例について説明する。図4に例示する制御装置40は、制御部の一例であり、例えばマイクロコンピュータを主体として構成されている。制御装置40は、制御プログラムや各種の設定内容に基づいて、冷蔵庫10の動作全般を制御する。制御装置40には、上述した冷却ファン33や圧縮機34が接続されている。制御装置40は、これら冷却ファン33や圧縮機34の駆動を制御することにより、冷却器32が生成する冷気を冷蔵室12内に供給する。これにより、制御装置40は、冷蔵室12内を冷却する冷却動作を実行可能となっている。
また、制御装置40には、湿度センサ41および温度センサ42が接続されている。湿度センサ41は、検知部の一例であり、冷蔵室12内の湿度を検知可能な位置に設けられている。図2に例示するように、湿度センサ41は、この場合、冷蔵室扉12Dの内面に備えられており、冷蔵室扉12Dが冷蔵室12の前面開口部を閉塞した閉塞状態において、当該冷蔵室12内の湿度を検知可能である。また、温度センサ42は、検知部の一例であり、冷蔵庫10周囲の外気の温度を検知可能な位置に設けられている。図2に例示するように、温度センサ42は、この場合、断熱箱体11の外面に設けられており、冷蔵庫10周囲の外気の温度を検知可能である。
また、制御装置40には、上述したヒータ21が接続されている。図5および図6に例示するように、制御装置40は、湿度センサ41の検知値および温度センサ42の検知値に基づいてヒータ21への入力値、つまり、ヒータ21への通電率を制御して、ヒータ21からの発熱を調整するように構成されている。
即ち、制御装置40は、温度センサ42の検知値が「15」度である場合において、湿度センサ41の検知値が「40」パーセント未満である場合にはヒータ21の入力値を「0」パーセントとし、湿度センサ41の検知値が「40」パーセント以上「50」パーセント未満である場合にはヒータ21の入力値を「4」パーセントとし、湿度センサ41の検知値が「50」パーセント以上「60」パーセント未満である場合にはヒータ21の入力値を「7」パーセントとし、湿度センサ41の検知値が「60」パーセント以上「70」パーセント未満である場合にはヒータ21の入力値を「17」パーセントとし、湿度センサ41の検知値が「70」パーセント以上「80」パーセント未満である場合にはヒータ21の入力値を「28」パーセントとし、湿度センサ41の検知値が「80」パーセント以上「90」パーセント未満である場合にはヒータ21の入力値を「70」パーセントとし、湿度センサ41の検知値が「90」パーセント以上である場合にはヒータ21の入力値を「70」パーセントとする。また、制御装置40は、温度センサ42の検知値が「16」度、「22」度、「32」度、「35」度である場合においても、それぞれ、湿度センサ41の検知値に応じてヒータ21の入力値を調整する。
ところで、上述のように構成される冷蔵庫10においては、例えば冷却動作の開始時などにおいて冷蔵室12内の湿度や温度が一時的に変動する場合がある。即ち、冷蔵室12内を冷却する冷却動作においては、例えば冷気を送風する冷却ファン33が回転することから、その送風作用を受けて、冷蔵室12内から冷気が漏れ出る場合が発生し得る。そして、このような事態が発生した場合には、冷蔵室12内の湿度や温度が一時的に変動することが発生し得る。そのため、このような一時的な変動に応じてヒータ21の入力を制御してしまうと、ヒータ21からの発熱が不足して仕切り部20に結露が発生したり、あるいは、ヒータ21からの発熱が過剰となって無駄な電力を消費したりすることが懸念される。
そこで、本開示に係る冷蔵庫10では、冷蔵室12内の湿度や温度の一時的な変動の影響を極力受けることなくヒータ21の入力を制御するための創意工夫が施されている。次に、この点について、詳細に説明する。
即ち、制御装置40は、所定タイミングにおける湿度センサ41の検知値に基づく値を維持値として設定するように構成されている。なお、湿度センサ41の検知値に基づく値は、湿度センサ41の検知値そのものの値であってもよいし、湿度センサ41の検知値を補正した値であってもよい。そして、制御装置40は、冷却動作中において、湿度センサ41の検知値が維持値よりも低い場合には当該維持値に基づいてヒータ21への入力を決定し、湿度センサ41の検知値が維持値よりも高い場合には湿度センサ41に基づいてヒータ21への入力を決定するように構成されている。
即ち、図7に例示するように、制御装置40は、所定タイミングとして、冷却動作の開始時T1を設定する。なお、所定タイミングは、冷却動作の開始に関連するタイミングであればよく、例えば、冷却動作の開始前のタイミングあるいは冷却動作の開始後のタイミングであってもよい。
そして、制御装置40は、所定タイミング、この場合、冷却動作の開始時T1の所定期間前T2から冷却動作の開始時T1までに得られた複数の湿度センサ41の検知値に基づく値H0,H1,H2,H3のうち何れか1つの値を維持値M1として設定するように構成されている。この場合、制御装置40は、冷却動作の開始時T1の例えば3分前の時刻T2から冷却動作の開始時T1までに得られた複数の湿度センサ41の検知値に基づく値H0,H1,H2,H3のうち最大値、この場合、値H3を維持値M1として設定するように構成されている。なお、複数の湿度センサ41の検知値に基づく値を取得するタイミングは、例えば、1分周期などの所定周期で取得するなど、適宜変更して設定することができる。
そして、制御装置40は、冷却動作の開始時T1において維持値M1を設定すると、図8に例示するように、当該冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値M1よりも低い場合には、当該維持値M1に基づいてヒータ21への入力を決定する。また、制御装置40は、当該冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値M1よりも高い場合には、湿度センサ41の検知値に基づいてヒータ21への入力を決定する。また、制御装置40は、冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値M1よりも高くなった場合には、そのときにおける湿度センサ41の検知値に基づく値を新たな維持値M2として設定する。
その後、制御装置40は、当該冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値M2よりも低い場合には、当該維持値M2に基づいてヒータ21への入力を決定する。また、制御装置40は、当該冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値M2よりも高い場合には、湿度センサ41の検知値に基づいてヒータ21への入力を決定する。また、制御装置40は、冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値M2よりも高くなった場合には、そのときにおける湿度センサ41の検知値に基づく値を新たな維持値M3として設定する。
以上に例示した冷蔵庫10によれば、制御装置40は、冷却動作の開始時における湿度センサ41の検知値に基づく値を維持値として設定する。そして、制御装置40は、冷却動作中において、湿度センサ41の検知値が維持値よりも低い場合には当該維持値に基づいてヒータ21への入力を決定し、湿度センサ41の検知値が維持値よりも高い場合には当該湿度センサ41の検知値に基づいてヒータ21への入力を決定する。この構成によれば、冷蔵室12内の湿度が大きく変動する場合、特に、大きく低下する場合であっても、冷却動作の開始時に設定した維持値に基づいてヒータ21への入力を制御することができる。よって、冷蔵室12内の湿度の一時的な変動の影響を極力受けることなくヒータ21の入力を制御できる。
また、冷蔵庫10によれば、湿度センサ41は、冷蔵室12内の温度を検知可能な位置、この場合、冷蔵室扉12Dの内面に設けられている。この構成によれば、冷蔵室12内の湿度を精度良く検知することができ、これにより、ヒータ21への入力の制御を一層精度良く行うことができる。
また、冷蔵庫10によれば、制御装置40は、冷却動作の開始時の所定期間前から冷却動作の開始時までに得られた複数の湿度センサ41の検知値に基づく値のうち何れか1つの値、この場合、最大値を維持値として設定する。この構成によれば、過剰に低い値が維持値として設定されてしまうことを回避することができ、ヒータ21への入力が過剰に抑制されてしまうことを回避することができる。なお、制御装置40は、冷却動作の開始時の所定期間前から冷却動作の開始時までに得られた複数の湿度センサ41の検知値に基づく値のうち最大値以外の値を維持値として設定してもよい。最大値以外の値を維持値として設定する場合としては、例えば、最大値が示されたタイミングの若干前のタイミングで得られた値や最大値が示されたタイミングの若干後のタイミングで得られた値を維持値とすることが考えられる。また、制御装置40は、冷却動作の開始時の所定期間前から冷却動作の開始時までに得られた複数の湿度センサ41の検知値に基づく値の中央値や平均値などを維持値として設定してもよい。
(第2実施形態)
図9に例示するように、圧縮機34は、断熱箱体11の下部の後部に形成されている機械室11K内に設けられている。一方、図10に例示するように、湿度センサ41は、断熱箱体11の上部、この場合、冷蔵室12の上部の内面に設けられている。即ち、湿度センサ41は、断熱箱体11のうち圧縮機34とは反対側の端部に設けられている。また、断熱箱体11の壁部内には、冷凍サイクル37の一部を構成する放熱パイプ38が設けられている。
そして、第2実施形態では、制御装置40は、所定タイミングとして、圧縮機34の起動時を設定する。なお、所定タイミングは、圧縮機34の起動に関連するタイミングであればよく、例えば、圧縮機34の起動前のタイミングあるいは圧縮機34の起動後のタイミングであってもよい。
そして、制御装置40は、圧縮機34の起動に関連するタイミングにおける湿度センサ41の検知値に基づく値を維持値として設定する。そして、制御装置40は、冷却動作中において、湿度センサ41の検知値が維持値よりも低い場合には維持値に基づいてヒータ21への入力を決定し、湿度センサ41の検知値が維持値よりも高い場合には湿度センサ41の検知値に基づいてヒータ21への入力を決定する。また、制御装置40は、冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値よりも高くなった場合には、そのときにおける湿度センサ41の検知値に基づく値を新たな維持値として設定する。
冷凍サイクル37において圧縮機34が起動すると、これに伴い放熱パイプ38が発熱するようになる。そして、この放熱パイプ38からの発熱によって、冷蔵室12内の湿度が低下するようになる。圧縮機34が起動してから放熱パイプ38の発熱により冷蔵室12内の湿度が実際に低下するようになるまで、ある程度の時間、例えば、1~2分程の時間が要される。そのため、圧縮機34が起動したことをトリガとして維持値に基づくヒータ21の入力制御を行うようにすることで、放熱パイプ38の発熱により冷蔵室12内の湿度が実際に低下する前からヒータ21への入力を制御することができ、仕切り部20に結露が発生することを一層確実に抑制することができる。
(第3実施形態)
図11に例示するように、第3実施形態においても、制御装置40は、所定タイミングとして、冷却動作の開始時T1を設定する。なお、所定タイミングは、冷却動作の開始に関連するタイミングであればよく、例えば、冷却動作の開始前のタイミングあるいは冷却動作の開始後のタイミングであってもよい。
そして、制御装置40は、過去に実行された冷却動作の開始時T3において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値H4、および、今回の冷却動作の開始時T1において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値H0のうち何れか1つの値を維持値M1として設定するように構成されている。この場合、制御装置40は、過去に実行された冷却動作の開始時T3において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値H4、および、今回の冷却動作の開始時T1において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値H0のうち最大値、この場合、値H0を維持値M1として設定するように構成されている。
そして、制御装置40は、冷却動作中において、湿度センサ41の検知値が維持値よりも低い場合には維持値に基づいてヒータ21への入力を決定し、湿度センサ41の検知値が維持値よりも高い場合には湿度センサ41の検知値に基づいてヒータ21への入力を決定する。また、制御装置40は、冷却動作の途中において、湿度センサ41の検知値が維持値よりも高くなった場合には、そのときにおける湿度センサ41の検知値に基づく値を新たな維持値として設定する。
第3実施形態によっても、冷蔵室12内の湿度が大きく変動する場合、特に、大きく低下する場合であっても、冷却動作の開始に伴い設定した維持値M1に基づいてヒータ21への入力を制御することができる。よって、冷蔵室12内の湿度の一時的な変動の影響を極力受けることなくヒータ21の入力を制御できる。
また、冷蔵庫10によれば、制御装置40は、過去に実行された冷却動作の開始時において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値、および、今回の冷却動作の開始時において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値のうち何れか1つの値、この場合、最大値を維持値M1として設定する。この構成によれば、過剰に低い値が維持値M1として設定されてしまうことを回避することができ、ヒータ21への入力が過剰に抑制されてしまうことを回避することができる。なお、制御装置40は、過去に実行された冷却動作の開始時において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値、および、今回の冷却動作の開始時において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値のうち最大値以外の値を維持値として設定してもよい。また、制御装置40は、過去に実行された冷却動作の開始時において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値、および、今回の冷却動作の開始時において得られた湿度センサ41の検知値に基づく値の中央値や平均値などを維持値として設定してもよい。
(その他の実施形態)
なお、本実施形態は、上述した複数の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更や拡張を行うことができる。例えば、冷蔵庫10は、上述した複数の実施形態を適宜組み合わせた構成としてもよい。
また、制御装置40は、湿度ではなく温度に基づいて維持値を設定し、その維持値に基づいてヒータ21への入力を制御するように構成してもよい。即ち、制御装置40は、所定タイミングにおける温度センサ42の検知値に基づく値を維持値として設定し、冷却動作中において、温度センサ42の検知値が維持値よりも低い場合には当該維持値に基づいてヒータ21への入力を決定し、温度センサ42の検知値が維持値よりも高い場合には温度センサ42の検知値に基づいてヒータ21への入力を決定するようにしてもよい。また、温度センサ42は、冷蔵室12内の温度を検知可能な位置に設け、冷蔵室12内の温度を検知するようにしてもよい。また、制御装置40は、湿度および温度の双方に基づいてヒータ21への入力を制御するように構成してもよい。
また、冷蔵庫構成部材は、仕切り部20に限られるものではなく、冷蔵庫10を構成する部材のうち結露の発生が懸念される部材であれば、種々の部材を適用することができる。また、結露抑制部は、ヒータ21に限られるものではなく、例えば冷却ファン33などといった結露の発生を抑制できるものであれば、種々の構成要素を適用することができる。
また、本実施形態に係る制御を適用可能な貯蔵室は、冷蔵室12に限られるものではなく、冷蔵室12以外の貯蔵室であってもよい。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
図面中、10は冷蔵庫、11は断熱箱体、12は冷蔵室(貯蔵室)、12Dは冷蔵庫扉(扉)、20は仕切り部(冷蔵庫構成部材)、21はヒータ(結露抑制部)、34は圧縮機、40は制御装置(制御部)、41は湿度センサ(検知部)、42は温度センサ(検知部)を示す。

Claims (8)

  1. 冷蔵庫を構成する冷蔵庫構成部材と、
    前記冷蔵庫構成部材に結露が発生することを抑制する結露抑制部と、
    湿度または温度を検知する検知部と、
    前記検知部の検知値に基づいて前記結露抑制部への入力を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    所定タイミングにおける前記検知部の検知値に基づく値を維持値として設定し、
    冷却動作中において、前記検知部の検知値が前記維持値よりも低い場合には前記維持値に基づいて前記結露抑制部への入力を決定し、前記検知部の検知値が前記維持値よりも高い場合には前記検知部の検知値に基づいて前記結露抑制部への入力を決定する冷蔵庫。
  2. 食品類が貯蔵される貯蔵室を備え、
    前記検知部は、前記貯蔵室内の湿度または温度を検知可能な位置に設けられている請求項1に記載の冷蔵庫。
  3. 前記貯蔵室を開閉する扉を備え、
    前記検知部は、前記扉に設けられ、
    前記所定タイミングとして、冷却動作の開始に関連するタイミングが設定されている請求項2に記載の冷蔵庫。
  4. 前記貯蔵室が形成される断熱箱体と、
    冷気を生成する冷凍サイクルを構成する圧縮機と、
    を備え、
    前記検知部は、前記断熱箱体の上部に設けられ、
    前記所定タイミングとして、前記圧縮機の起動に関連するタイミングが設定されている請求項2に記載の冷蔵庫。
  5. 前記制御部は、前記所定タイミングの所定期間前から前記所定タイミングまでに得られた複数の前記検知部の検知値に基づく値のうち何れか1つの値を前記維持値として設定する請求項1に記載の冷蔵庫。
  6. 前記制御部は、前記所定タイミングの所定期間前から前記所定タイミングまでに得られた複数の前記検知部の検知値に基づく値のうち最大値を前記維持値として設定する請求項5に記載の冷蔵庫。
  7. 前記制御部は、過去に実行された冷却動作の前記所定タイミングにおいて得られた前記検知部の検知値に基づく値、および、今回の冷却動作の前記所定タイミングにおいて得られた前記検知部の検知値に基づく値のうち何れか1つの値を前記維持値として設定する請求項1に記載の冷蔵庫。
  8. 前記制御部は、過去に実行された冷却動作の前記所定タイミングにおいて得られた前記検知部の検知値に基づく値、および、今回の冷却動作の前記所定タイミングにおいて得られた前記検知部の検知値に基づく値のうち最大値を前記維持値として設定する請求項7に記載の冷蔵庫。
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