JPWO2018147358A1 - 結露センサ、結露検知システム、および冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

結露センサ（１８）は、外部接続部（１６）および導体パターン（１７）が接続された配線基板（１２）と、導体パターン（１７）に接続された結露検知素子（１１）と、発熱部品（１３）とが、一枚の配線基板（１２）上に実装されている。結露検知素子（１１）が実装された配線基板（１２）の反対面が冷却され、結露検知素子（１１）が周囲環境温度よりも低温化されるよう構成されている。

Description

本開示は、未然に結露防止するために結露を事前に検知する結露センサと、それを利用した結露検知システム並びに冷蔵庫に関する。

近年では、住宅の気密性が向上し、快適な住居になってきた反面で、壁表面、天井面、および押し入れなどでの結露の問題があり、結露を事前に予知することが求められている。

また、断熱性能が向上した冷蔵庫でも、温湿度を検知してヒータ加熱で、冷蔵庫の本体表面および庫内壁面の結露を防止する手段が採られている。しかしながら、野菜の保鮮性向上のため、野菜収納ケースを密閉構造にして、高湿度で保存すると、ケース壁面が結露し、結露水の影響で野菜が水腐れするという不具合が発生する。

このような結露を事前に検知するという課題に対し、結露を検知するデバイスを周囲環境温度よりも低温化することで、そのデバイスの露点温度を下げ、周囲よりも早く結露させて検知するものがある（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の結露センサを側方から見た図である。図９において、結露検出部１は、櫛形電極間に水滴が付着すると抵抗値が変化することを利用するものである。結露検出部１の検出面とは逆側に、冷却パネル３が熱伝導良く密着し、さらに順に加熱パネル４、断熱材層５が密着している。これらの部材で結露センサが構成されている。具体的な検知方法としては、結露を検知する場合には、冷却パネル３のみをペルチェ素子等のデバイスで冷却し、密着部２ａを所定温度まで下げることで、周囲よりも早く結露検出部１に結露させる。また、結露検知を次回素早く行うために、結露後に、加熱パネル４のみを面発熱ヒータ等のデバイスで加熱し、密着部２ｂを所定温度まで上げることで、結露検知部１の乾燥を早くする。尚、この結露センサを冷蔵庫本体に取付ける場合に、冷蔵庫本体側からの熱影響を排除するために、断熱材層５が設けられている。特許文献１に記載された従来の結露センサは、この様な構成および動作で、結露を事前に検知する。

しかしながら、上記のような従来の構成では、結露検出部１、冷却パネル３、加熱パネル４、および断熱材層５を順に積層する立体構造であるため、デバイスが大型化し、大きな取付けスペースが必要となる。さらに、冷却パネル４を冷却するためのペルチェ素子、および、加熱パネル４を加熱するための面発熱ヒータ等の別デバイス、並びに、それらのデバイスを駆動させる電源装置が必要である。このため、上記のような従来の構成は、非常に高価な仕様になるという課題を有している。

また、上記のような従来の構成では、結露センサを冷蔵庫野菜室の野菜ケース内に設置する場合に、引出しケースは前後に移動するので、結露センサと本体側との接続ハーネスを伸縮させる必要がある。このため、上記のような従来の構成は、操作性、信頼性、およびサービス性などが劣るという課題を有している。

特開平４−５４４４４号公報

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、小型化および薄型化して省スペースで設置でき、別デバイスおよび電源装置の追加も必要なく、低コストの結露センサを提供する。さらに、本開示は、冷蔵庫の野菜ケース内に結露センサを設置する場合にも、接続ハーネスを動かす必要がない仕様の冷蔵庫を提供する。

具体的には、本開示の一例による結露センサは、導体回路パターンが設けられた配線基板と、配線基板上で導体回路パターンと接続された結露検知素子と、配線基板上に設けられた発熱部品とを備える。配線基板は、結露検知素子が実装された面とは反対側の面が冷却され、結露検知素子が周囲環境温度よりも低温化されるよう構成されている。

このような構成により、１枚の配線基板上に導体回路パターン、結露検知素子および発熱部品を含む主要な構成部品が実装され、結露を事前検知するセンサが得られる。また、このような構成により、結露センサを薄型化および小型化することができ、結露センサの取付けスペースが小さくて済む。また、このような構成により、薄型化および小型化された結露センサが得られるので、結露センサの取付けの自由度が広がり、設置場所の選択肢が増える。また、このような構成により得られる結露センサは、構成が単純なため、組立工数も削減でき、低コスト化が可能となる。さらに、このような構成により、組み立ての自動化が可能になるので、既存のプリント配線板実装工程を活用することができ、工数削減による低コスト化を図ることもできる。

また、本開示は、上記いずれかの構成により構成された結露センサと、結露センサを冷却する冷却部材と、結露センサが設けられた貯蔵室とを備える冷蔵庫を提供する。本開示の一例による冷蔵庫におちて、結露センサは、配線基板と、配線基板に設けられた結露検知素子とを有する。冷却部材は、結露センサの結露検知素子が実装された配線基板の、結露検知素子が設けられた面とは反対側の面が冷却されるよう構成されている。結露センサは、実質的に密閉された貯蔵室（野菜室等）の内部に設置されている。冷却部材は、冷蔵庫の庫内循環冷気を利用して、結露センサの配線基板の、結露検知素子が設けられた面とは反対側の面を冷却するよう構成されている。

このような構成により、前後に引き出される引出し式の貯蔵室の収納ケースなどのように、可動式の野菜ケース内での結露の事前検知が行え、結露のない高湿度状態での野菜保存が可能になる。また、このような構成により、結露検知するための冷却デバイスを新設する必要がなく、既存の冷蔵庫内循環冷気を利用するので、安易な構成で野菜ケース内の結露の事前検知が可能になる。また、このような構成により、結露限界までの高湿度状態で野菜を鮮度良く保持することができる。

また、本開示の一例による結露センサにおいて、結露検知素子は、吸湿樹脂および導電体粉の混合物で感湿部が形成されていてもよい。このような構成により、結露検知素子の感湿部を、ペースト状の材料として扱える。よって、印刷および塗布など、結露検知素子の感湿部を形成する加工方法の自由度が広がる。結露検知素子の感湿部を、面実装部品形状とすれば、１枚の配線基板上に他のディスクリート部品と同じ装置で実装することが可能になる。

また、本開示の一例による結露センサにおいて、発熱部品は、面実装抵抗器で構成されていてもよい。このような構成により、面発熱ヒータのような大掛かりな部品の必要がなくなるので、単純な部品の配線基板実装で、次回結露検知までの復帰時間（結露センサが乾燥状態となり、結露検知素子の温度が冷えるまでの時間）の短縮が可能になる。

また、本開示の一例による結露センサにおいて、発熱部品は、配線基板の、結露検知素子が実装されている面と同一面に実装されていてもよい。このような構成により、発熱部品からの熱が配線基板表面だけで結露検知素子に伝わり、非常に効率のよい熱伝導が可能になる。

また、本開示の一例による結露センサにおいて、結露検知素子に接続される導体回路パターンの近傍に、発熱部品が配置されていてもよい。このような構成により、非常に熱伝導率の高い金属のパターンを活用して熱が伝わるので、更に効率よく結露検知素子を加熱することが可能になる。

また、本開示の一例による結露検知システムは、上記いずれかの構成の結露センサを備える。また、本開示の一例による結露検知システムは、結露検知素子が結露の発生を検知した時から、第一の規定時間の経過後に、結露センサが、結露が発生したと判断するよう構成されていてもよい。このような構成により、結露状態と乾燥状態との間の微妙な変動後（乾燥状態なのか、その手前の状態である、結露がごくごくわずかに残っているような状態なのか、という乾燥／結露の検知の判定が揺れ動く可能性がある状態後）の、安定した状態で結露判定が行われるので、精度の良い結露の事前検知が可能になる。

また、本開示の一例による結露検知システムは、結露検知素子が乾燥状態を検知した時から、第二の規定時間の経過後に、発熱部品の発熱が終了するよう構成されていてもよい。このような構成により、結露から回復し始める微妙な変動（乾燥状態なのか、その手前の状態である、結露がごくごくわずかに残っているような状態なのか、という乾燥／結露の検知の判定が揺れ動く可能性がある状態）での発熱終了を回避することができる。よって、確実に結露検知素子が乾燥した状態で、次回の結露検知のタイミングに備えることが可能になる。

また、本開示の一例による結露検知システムは、発熱終了後から第三の規定時間の経過後に、結露検知素子が次回に結露検知が行われるよう構成されていてもよい。このような構成により、結露検知素子の温度が冷えて前回検知タイミングと同温度に復帰するので、露点温度差による結露判定の誤検知を排除することが可能になる。

本開示の一例による冷蔵庫は、上記いずれかの構成により構成された結露センサを有する結露検知システムを備える。このような構成により、ペルチェ素子のような別の冷却手段が不要になる。よって、このような構成により、結露センサ設置場所の省スペース化が可能となる。また、このような構成により、高出力な電源が不要で、低コストで結露の事前検知が行なえる。また、このような構成により、野菜ケースの実質的な密閉化を図ることで野菜の高湿度保存が可能になる。

図１は、本開示の実施の形態１による結露センサを上方から見た平面図である。 図２は、本開示の実施の形態１による結露センサを側方から見た図である。 図３は、本開示の実施の形態１による結露センサの上方から見た要部拡大平面図である。 図４は、本開示の実施の形態１による結露センサの温湿度による露点とセンサ出力との関係を示す図である。 図５は、本開示の実施の形態１による結露センサの発熱部品の制御フローチャートである。 図６は、本開示の実施の形態２による結露センサを用いた冷蔵庫の縦断面図である。 図７は、本開示の実施の形態２による結露センサを用いた冷蔵庫の野菜室の縦断面図である。 図８は、本開示の実施の形態２による結露センサを用いた冷蔵庫の野菜室の要部拡大縦断面図である。 図９は、従来の結露センサを側方から見た図である。

以下、本開示の実施の形態の例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態によって本開示が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１による結露センサの上方から見た平面図である。図２は、本開示の実施の形態１による結露センサの側方から見た図である。図３は、本開示の実施の形態１による結露センサの上方から見た要部拡大平面図である。図４は、本開示の実施の形態１による結露センサの温湿度による露点とセンサ出力との関係を示す図である。図５は、本開示の実施の形態１による結露センサの発熱部品の制御フローチャートを示す図である。

図１〜図３に示すように、結露センサ１８は、結露検知素子１１と、配線基板１２と、発熱部品１３と、複数の電子部品１４と、検知回路部１５と、外部接続部１６と、導体パターン１７とで構成されている。結露検知素子１１は、配線基板１２の一面に実装され、同一面に発熱部品１３、複数の電子部品１４で構成される検知回路部１５が実装されている。結露検知素子１１は、図２に示すように、導体パターン１７により外部接続部１６に電気的に接続されている。また、配線基板１２の、結露検知素子１１が実装されている面とは反対側の面は、図２に示すように、実装部品はなく、冷却面として構成されている。配線基板１２は、結露検知素子１１が実装されている面とは反対側の面が、冷却源からの冷却により、配線基板１２を介して、結露検知素子１１が冷やされるよう構成されている。配線基板１２としては、紙フェーノール・コンポジット・ガラスエポキシなどの材料が用いられ、板厚は１．６ｍｍが一般的である。なお、配線基板１２としては、冷却源からの冷却効率をあげるために、薄い基材を使用しても良く、あるいは熱電率の高い絶縁性高熱伝導性樹脂材の加工品を使用してもよい。

結露検知素子１１としては、水付着なしの乾燥状態と、水が付着した結露状態との物理量の変化が大きいものほど好ましい。例えば、本実施の形態では、結露検知素子１１としては、ポリアミドなどの吸湿樹脂とカーボンなどの導電体粉との混合物が用いられている。一般的に、容量式の湿度センサに使用される樹脂だけでは、９０％ＲＨ以上の高湿度での精度が悪く、また、高湿度と結露との判別が不可能である。この点、本開示の混合物を用いれば、結露時に吸湿樹脂が非常に大きく膨潤し、導電体間同士の接触率を非常に小さくすることができるので、乾燥時と結露時との抵抗値変化を大きく変化させることができる。例えば、通常、乾燥状態で数ｋΩの抵抗値が、結露すると数百ｋΩと高抵抗になり、１００倍以上の変化量として捉えることができる。また、本開示の混合物は、ペースト状の材料加工が可能で、配線基板１２上の導体回路パターン１７間に直接印刷成形できる。あるいは、一般の面実装抵抗器型のように、両端電極のベース基材間に混合物を形成すれば、結露検知素子１１は、既存設備で実装できる部品としても加工できる。

発熱部品１３としては、一般の面実装抵抗器を流用すれば、通電時の自己発熱で簡単に実現することができ、安全率を考慮した許容電力内で希望の抵抗値に設定されればよい。あるいは、発熱部品１３は、低抵抗値の銀パターンの印刷で、導体パターン間に直接印刷成形されてもよい。また、発熱部品１３は、結露検知素子１１を加熱するものであり、できるだけ発熱部品１３と結露検知素子１１との間の距離が短い方がよい。具体的には、図３に示すように、結露検知素子１１が接続される導体パターン１７ａ，１７ｂを可能な限り大きくし、導体パターン１７ａ，１７ｂと発熱部品１３との距離Ｄは、法的に規制される最小限の距離を確保するように設計されることが望ましい。また、発熱部品１３が接続される導体パターン１７ｃ，１７ｄは、発熱部品１３の発熱で加熱されるので、導体パターン１７ａ，１７ｂとの距離も短くすれば、更に熱伝導の効率を上げることができる。

以上のように構成された結露センサ１８を用いた結露検知システムについて、以下その動作および作用を、図４および図５を用いて説明する。

まず、結露センサ１８が結露を事前検知することができる動作を説明する。図４では、分かりやすくするために、結露センサ１８が設置される周囲環境温度ｔ２を１０℃としている。この時は冷却源から冷却がないので、結露検知素子１１の温度も点線で示す１０℃となり、相対湿度が上昇してきて１００％ＲＨになった時（時間Ｔ２）に結露が始まる。すなわち、露点温度は１０℃である。時間Ｔ２になった時に、結露センサ１８は、結露したと判断し、図４の点線で示すように、出力電圧を乾燥時のＶ１からＶ２へ変化させる。

次に、冷却源で配線基板１２を冷却し、例えば、結露検知素子１１の温度ｔ１を周囲環境温度１０℃から２℃下げた８℃とした場合、結露検知素子１１の温度ｔ１は、図４の実線のようになる。そして、相対湿度が上昇してきて９０％ＲＨになった時に（時間Ｔ１）、結露が始まる。すなわち露点温度は８℃で、相対湿度が９０％ＲＨになると結露する。時間Ｔ１になった時に、結露センサ１８は、結露したと判断し、図４の実線で示すように、出力電圧を乾燥時のＶ１からＶ２へ変化させる。

ここまでを整理すると、周囲環境温度１０℃の環境に結露センサ１８を設置して、結露検知素子１１を８℃に冷却すると、周囲が結露していない相対湿度が９０％ＲＨでも、結露センサ１８は結露が発生したと判断することになる。すなわち、図４に示す時間Ｔ２よりも早いタイミングの時間Ｔ１で、結露の検知が可能になる。尚、上記の説明では、相対湿度９０％ＲＨでの判定のため結露検知素子１１の温度を８℃としたが、もう少し高湿側の場合は、８℃よりも高めの冷却設定にすれば良く、低湿側の場合は、逆に低めの冷却設定にすれば良い。

次に、結露センサ１８が検知箇所に設置されたときの結露検知システムの制御について、具体的に発熱部品１３との働きと合わせて、図５を用いて説明する。なお、以下に述べる制御は、特記しない限り、結露検知システムの制御部（図示せず）により行われる。

まず、ステップＳ１で結露センサ１８により結露検知か否かを判断する。結露センサ１８の出力電圧が図４に示すＶ２となる結露検知（予知タイミング）であれば、論理をステップＳ２へ進める。そうではなく、結露センサ１８の出力電圧がＶ１のままであれば、ステップＳ１の状態を継続する。

ステップＳ２では、第一のタイマをスタートさせ、規定のＡ時間経過したか否かを判断する。規定のＡ時間経過していれば、論理をステップＳ３へ進め、結露と判断する。そうでなければ、ステップＳ１へ論理を戻す。次に、ステップＳ３で結露と判断されて、ステップＳ４では、冷蔵庫本体側から結露センサ１８の設置箇所に対して、除湿および空間開放等の結露対応動作が行われる。終了すれば、ステップＳ５へ論理を進める。

ステップＳ５では、結露検知素子１１に付着している可能性のある水分を完全に除去乾燥するため、発熱部品１３への通電を許可して論理をステップＳ６へ進める。ステップＳ６では、結露センサ１８の出力電圧がＶ１となったか否かを判断する。結露センサ１８の出力電圧がＶ１であれば、復帰（乾燥）と判断して、論理をステップＳ７へ進める。そうではなく、結露センサ１８の出力電圧がＶ２のままであれば、発熱部品１３は通電されたまま、ステップＳ６の状態を継続する。

次に、ステップＳ７では、第二のタイマをスタートさせ、規定のＢ時間経過したか否かを判断する。規定のＢ時間経過していれば、完全に水分が除去されたとして、論理をステップＳ８へ進めて、発熱部品１３の通電を終了する。そうでなければ、ステップＳ６へ論理を戻す。最後に、ステップＳ９では、第三のタイマをスタートさせ、規定のＣ時間経過したか否かを判断する。規定のＣ時間経過していれば、結露検知素子１１は、初期温度に戻ったと判断し、論理をステップＳ１へ戻す。そうでなければ、ステップＳ９の状態を継続する。

以上のように、本実施の形態においては、導体パターン１７が設けられた配線基板１２と、配線基板１２の導体パターン１７ａ，１７ｂに接続された結露検知素子１１と、発熱部品１３とが、一枚の配線基板１２上に実装されている。また、本実施の形態においては、配線基板１２は、結露検知素子１１が実装された面とは反対側の面が冷却され、結露検知素子１１は、周囲環境温度よりも低温化されている。このような構成により、複数の構成部品が不要になり、１枚の配線基板１２上の単純な構成部品で、結露を事前検知することができる。よって、このような構成により、結露センサ１８の小型化が可能となり、結露センサ１８の取付けスペースの最小化を図ることができる。これにより、冷蔵庫本体側の結露センサ１８の設置場所の自由度を増やすことができる。

また、結露検知素子１１の感湿部は、吸湿樹脂と導電体粉との混合物で形成されている。このような構成により、結露検知素子１１の感湿部は、ペースト状材料として扱えて、その粘度調整も簡単になる。よって、このような構成により、印刷および塗布など、結露検知素子１１の感湿部を形成する加工方法の自由度が拡がる。また、結露検知素子１１の感湿部は、面実装部品形状とすれば、１枚の配線基板１２上に他のディスクリート部品と同じ装置で実装が可能になるばかりでなく、導体パターン１７と同工法で形成すれば、大幅に製作工数を削減することもできる。

また、発熱部品１３は、面実装抵抗器としたことにより、面発熱ヒータのような大掛かりな部品の必要がなくなるので、単純な部品の配線基板１２への実装で、次回結露検知までの復帰時間の短縮が可能になり、冷蔵庫本体側の設計自由度を拡げることができる。尚、発熱部品１３も導体パターン１７と同様に、配線基板１２上での印刷抵抗とすることも可能である。この場合、さらに製作工数削減を図ることができる。

また、発熱部品１３は、配線基板１２の、結露検知素子１１が実装された面と同一面に実装されていることにより、発熱部品１３からの熱が配線基板１２表面だけで結露検知素子１１に伝わる。よって、このような構成により、非常に効率のよい熱伝導が可能になり、結露検知素子１１の乾燥復帰時間を更に短縮できる。

また、結露検知素子１１に接続される導体パターン１７ａ，１７ｂの近傍に、発熱部品１３が配置されている。このような構成により、非常に熱伝導率の高い金属のパターンを活用して熱が伝わるので、更に効率よく結露検知素子１１を加熱することができる。

また、結露センサ１８が結露が発生したと判断するタイミングは、結露検知素子１１が結露を検知した時から、規定のＡ時間経過後としている。このような構成により、結露と乾燥との間の微妙な変動後の安定した状態で結露判断が行われるので、精度の良い結露の事前予知ができる。

また、発熱部品１３の発熱を終了するタイミングは、結露検知素子１１が乾燥状態を検知した時から、規定のＢ時間経過後としている。このような構成により、結露状態から回復し始める微妙な変動での発熱終了を回避することができるので、確実に結露検知素子１１が乾燥した状態で、次回の結露検知のタイミングに備えることができる。

また、発熱部品１３の発熱終了後に、結露検知素子１１が次回に結露検知を行うタイミングは、発熱終了後から規定のＣ時間経過後としている。このような構成により、結露検知素子１１の温度が冷えて前回検知タイミングと同温度に復帰するので、露点温度差による結露判定の誤検知を排除することができる。

尚、本実施の形態では発熱部品１３を用いたが、冷蔵庫本体側において自然乾燥又はエアー乾燥による結露復帰時間で適用が可能であれば、発熱部品１３は廃止しても構わない。また、本実施の形態では、結露検知素子１１を冷却する態様を説明したが、冷蔵庫本体側適用範囲において周囲環境に分布差があるならば、最も湿度の高い部分あるいは温度の低い部分に結露センサ１８を設置すれば、その部分が時間的に早く結露を開始するので、冷却することなく結露の事前検知は可能である。

（実施の形態２）
図６は、本開示の実施の形態２による結露検知システムを備えた冷蔵庫の縦断面図である。図７は、本開示の実施の形態２による結露検知システムを備えた冷蔵庫の野菜室の縦断面図である。図８は、本開示の実施の形態２による結露検知システムを備えた冷蔵庫の野菜室の要部拡大縦断面図である。

本開示の実施の形態２では、実施の形態１の結露検知システムを備えた冷蔵庫について説明する。図６〜図８において、本実施の形態の冷蔵庫１００は、断熱箱体１０１を備える。断熱箱体１０１は、主に鋼板を用いた外箱１０２と、ＡＢＳなどの樹脂で成型された内箱１０３と、外箱１０２と内箱１０３との間の空間に充填発泡される、例えば硬質発泡ウレタンなどの発泡断熱材とからなる。断熱箱体１０１は、周囲雰囲気と断熱され、内部は、複数の貯蔵室に区分されている。

断熱箱体１０１の最上部には、第一の貯蔵室としての冷蔵室１０４が設けられている。冷蔵室１０４の下方には、第四の貯蔵室としての切換室１０５と、第五の貯蔵室としての製氷室１０６とが左右横並びに設けられている。切換室１０５および製氷室１０６の下方には、第二の貯蔵室としての野菜室１０７が設けられている。断熱箱体１０１の最下部には、第三の貯蔵室としての冷凍室１０８が配置されている。

冷蔵室１０４は、冷蔵保存のために凍らない温度を下限に、通常１℃〜５℃に設定される。野菜室１０７は、冷蔵室１０４と同等もしくは若干高い温度の２℃〜７℃に設定される。冷凍室１０８は、冷凍温度帯に設定されており、冷凍保存のために通常−２２℃〜−１５℃で設定されている。尚、冷凍保存状態の向上のために、例えば−３０℃又は−２５℃の低温で設定されることもある。切換室１０５は、１℃〜５℃で設定される冷蔵温度帯、２℃〜７℃で設定される野菜用温度帯、および通常−２２℃〜−１５℃で設定される冷凍温度帯の他、冷蔵温度帯から冷凍温度帯の間で予め設定された温度帯にも切換えることができる。切換室１０５は、製氷室１０６に並設された独立扉を備えた貯蔵室であり、引出し式の扉を備えることが多い。

尚、本実施の形態では、切換室１０５を冷蔵温度帯および冷凍温度帯までを含めた温度帯に設定される貯蔵室としているが、冷蔵は、冷蔵室１０４および野菜室１０７に委ね、冷凍は、冷凍室１０８に委ねて、冷蔵と冷凍の中間の上記温度帯のみの切換えに特化した貯蔵室としても構わない。また、切換室１０５は、特定の温度帯に固定された貯蔵室としても構わない。

製氷室１０６は、冷蔵室１０４内の貯水タンク（図示せず）から送られた水で、製氷室内上部に設けられた自動製氷機（図示せず）で氷を作る。氷は、製氷室内下部に配置された貯氷容器（図示せず）に貯蔵される。

断熱箱体１０１の天面部は、図６に示すように、冷蔵庫１００の背面方向に向かって階段状に凹みが設けられた形状を有する。階段状の凹部に機械室１０１ａが形成されている。機械室１０１ａには、圧縮機１０９、および水分除去を行うドライヤ（図示せず）等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収容されている。すなわち、圧縮機１０９が配設される機械室１０１ａは、冷蔵室１０４内の最上部の後方領域に食い込んだ形で形成されている。

尚、本実施の形態における、以下に述べる特徴は、従来一般的であった、断熱箱体１０１の最下部の貯蔵室後方領域に機械室を設けて、そこに圧縮機１０９を配置するタイプの冷蔵庫に適用しても構わない。また、冷蔵庫１００は、冷凍室１０８と野菜室１０７の配置が入れ替えられた、いわゆるミッドフリーザの構成の冷蔵庫であっても構わない。

次に、図６に示すように、野菜室１０７および冷凍室１０８の背面には、冷気を生成する冷却室１１０が設けられている。野菜室１０７と冷却室１１０との間、および、冷凍室１０８と冷却室１１０との間には、断熱性を有する各室への冷気の搬送風路１４１、および、各室と断熱区画するために構成された奥面仕切壁１１１が、それぞれ設けられている。

冷却室１１０内には、冷却器１１２が配設されている。冷却器１１２の上部空間には、強制対流方式により冷却器１１２で冷却した冷気を冷蔵室１０４、切換室１０５、製氷室１０６、野菜室１０７、および冷凍室１０８に送風する冷却ファン１１３が配置されている。冷却器１１２の下方空間には、冷却時に冷却器１１２およびその周辺に付着する霜および氷を除霜するためのガラス管製のラジアントヒータ１１４が設けられている。さらに、その下方には、除霜時に生じる除霜水を受けるためのドレンパン１１５、および、ドレンパン１１５の最深部から庫外に貫通したドレンチューブ１１６が設けられている。ドレンチューブ１１６の下流側の庫外には、蒸発皿１１７が設けられている。

図６および図７に示すように、野菜室１０７には、野菜室１０７の引出し扉１１８に取り付けられたフレームに載置された下段収納容器１１９と、下段収納容器１１９の上に載置された上段収納容器１２０とが配置されている。引出し扉１１８が閉ざされた状態で、主に上段収納容器１２０を略密閉するための蓋体１２２が、野菜室１０７の上部に備えられた第一の仕切壁１２３および内箱１０３に保持されている。引出し扉１１８が閉ざされた状態で、蓋体１２２と、上段収納容器１２０の上面の左辺、右辺および奥辺とが密接し、上段収納容器１２０の上面の前辺は、略密接している。さらに、上段収納容器１２０の背面の左右辺と下段収納容器１１９との境界部は、上段収納容器１２０が可動する上で接触しない範囲で下段収納容器１１９の収納部１２１の湿気が逃げないよう隙を詰めている。

蓋体１２２と第一の仕切壁１２３との間には、奥面仕切壁１１１に構成された野菜室１０７用の吐出口１２４から吐出された冷気の風路が設けられている。また、野菜室１０７付近の奥面仕切壁１１１には、冷却部材２００が貫通して埋設されている。冷却部材２００は、一端を搬送風路１４１内に露出させ、他端には結露センサ１８が装着されて、奥面仕切壁１１１に配置されている。

さらに、下段収納容器１１９と、下段収納容器１１９の下の第二の仕切壁１２５との間にも、空間が設けられ、冷気風路が形成されている。野菜室１０７の背面側に設けられた奥面仕切壁１１１の下部には、野菜室１０７内を冷却し、熱交換された冷気が冷却器１１２に戻るための、野菜室１０７用の吸込口１２６が設けられている。

奥面仕切壁１１１は、ＡＢＳなどの樹脂で構成された表面と、搬送風路１４１および冷却室１１０とを隔離し、断熱性を確保するための、発泡スチロールなどで構成された断熱材で構成されている。

次に、結露センサ１８付近の構成について、もう少し詳細に説明する。

搬送風路１４１内に一端を露出させた冷却部材２００は、断熱性のある奥面仕切壁１１１を貫通し、他端には、実施の形態１で説明した結露センサ１８が熱的に密着固定されている。具体的には、結露センサ１８の配線基板１２の、部品が実装されていない面に、例えば、放熱シリコンシート又は衝撃吸収する高熱伝導樹脂材料を介して、冷却部材２００が固定されている。なお、冷却部材２００は、放熱シリコンシート又は衝撃吸収する高熱伝導樹脂材料と併せて、ネジ止め等で物理的に固定されていれば、更に良い。尚、冷却部材２００としては、極めて高熱伝導の材料が良く、アルミ等の金属又は高熱伝導樹脂成型品等が好ましい。

また、図８に示すように、下段収納容器１１９の結露センサ１８と当接する部分には、結露センサ１８の外形よりも大きな寸法Ｒを持つ、センサ挿入口部材２０２が装着されている。下段収納容器１１９の結露センサ１８と当接する部分は、引出し扉１１８が閉扉された時に、結露センサ１８が下段収納容器１１９の内部に設置されるよう構成されている。センサ挿入口部材２０２としては、放射状スリットがあるゴム製グロメット等が用いられる。このような材料で構成されれば、結露センサ１８が挿入される時の結露センサ１８とセンサ挿入口部材２０２との衝撃緩和が実現でき、挿入後の気密性確保も実現できる。

さらに、下段収納容器１１９の奥側背面には、図７に示すように、調湿機構２０１が装着されている。調湿機構２０１は、野菜室１０７内の結露センサ１８の検知情報によって、野菜室１０７内の空間の密閉および開放を行う。調湿機構２０１としては、電磁石によるフラップ開閉（例えば、冷蔵庫本体側に電磁石が設けられ、下段収納容器１１９側に磁性体フラップが設けられる）、非接触給電による電動ダンパ駆動（冷蔵庫本体側に１次側給電が設けられ、下段収納容器１１９側に２次側受電およびモータが設けられる）、又は、冷蔵庫本体側フラップ機構への下段収納容器１１９側挿入等を用いることで、引出し扉１１８の開閉がハーネスレスで操作できる。

以上のように構成された冷蔵庫１００について、以下その動作および作用を説明する。

まず、冷凍サイクルの動作について説明する。庫内の設定された温度に応じて制御基板（図示せず）からの信号により、冷凍サイクルが動作して冷却運転が行われる。圧縮機１０９の動作により吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器（図示せず）である程度凝縮液化し、さらに冷蔵庫１００の側面および背面、また冷蔵庫１００の前面間口に配設された冷媒配管（図示せず）などを経由し、冷蔵庫１００の結露を防止しながら凝縮液化し、キャピラリーチューブ（図示せず）に至る。その後、冷媒は、キャピラリーチューブでは、圧縮機１０９への吸入管（図示せず）と熱交換しながら減圧されて、低温低圧の液冷媒となって冷却器１１２に至る。

ここで、低温低圧の液冷媒は、冷凍室１０８の搬送風路１４１における、冷却ファン１１３の動作により、各貯蔵室から搬送される空気と熱交換され、冷却器１１２内で蒸発気化する。この時、冷却室１１０内で各貯蔵室を冷却するための冷気が生成される。

冷却室１１０内で生成された低温の冷気は、冷却ファン１１３から、冷蔵室１０４、切換室１０５、製氷室１０６、野菜室１０７および冷凍室１０８に、風路およびダンパ１４５を用いて分流され、各室を目的温度帯に冷却する。

冷蔵室１０４は、冷蔵室１０４に設けられた温度センサ（図示せず）により、冷気量がダンパ１４５により調整され、目的温度に冷却されている。野菜室１０７は、冷気の配分および加熱部（図示せず）などの運転のＯＮおよびＯＦＦにより、２℃から７℃の温度になるように調整される。

野菜室１０７には、冷蔵室１０４を冷却した後の冷気の一部が、冷蔵室１０４を冷却した後の冷気を冷却器１１２に循環させるための、冷蔵室戻り風路の途中に構成された、野菜室１０７用の吐出口１２４から、吐出される。吐出口１２４から吐出された冷気は、上段収納容器１２０および下段収納容器１１９の外周に流れ、上段収納容器１２０および下段収納容器１１９を間接的に冷却し、その後、野菜室１０７用の吸込口１２６から、再び冷却器１１２に戻る。

このようにして、野菜室１０７は、野菜にとって最適な温度に設定される。一方、冷却は、除湿作用もあるため、時間が経過すると、どうしても野菜からの水分蒸散が加速され、野菜の重量が減少する。特に、葉野菜は、萎びてきて商品価値が劣化してしまう。下段収納容器１１９および上段収納容器１２０を略密閉構造にすることで、各容器内を高湿保持している。しかしながら、密閉状態を継続すると、野菜からの水分蒸散により、下段収納容器１１９および上段収納容器１２０内が結露し、結露水が各容器の底面に溜まると、野菜が水腐れする可能性がある。そのため、本実施の形態の冷蔵庫１００は、結露センサ１８と調湿機構２０１とを用いて、特に野菜が収納されることが多い下段収納容器１１９内を適度に調湿するよう構成されている。このような構成により、結露がない高湿状態を維持させることができる。

次に、結露を事前検知する動作について説明する。搬送風路１４１内に一端が露出された冷却部材２００は、冷気により冷却され、熱伝導により結露センサ１８の配線基板１２の裏面を冷却する。冷却部材２００により結露センサ１８の配線基板１２の裏面が冷却されると、結露センサ１８内の結露検知素子１１も冷却され、結露検知素子１１は、下段収納容器１１９の周囲環境温度よりも低温になる。従って、下段収納容器１１９が高湿に推移して行くと、下段収納容器１１９の内壁よりも結露検知素子１１の方が低温で露点温度も低いので、下段収納容器１１９の内壁よりも早く（事前）に結露を検知することができる。具体的な例として、野菜室１０７内が５℃に設定されている場合で、相対湿度９０％ＲＨを検知するには、結露検知素子１１の温度を３℃に設定にすれば良い。冷却部材２００の体積、搬送風路１４１内露出長さ、および、冷却部材２００と結露センサ１８との接触熱伝導率などの構造的な調整、並びに、冷却部材２００の冷却時間（冷却ファン１１３運転時間）、および、冷却開始からの結露センサ１８の検知タイミング等の制御的な調整で、希望の露点温度に対応することができる。

結露を事前検知した場合は、調湿機構２０１の動作が開始され、開閉フラップによる開放、あるいは固体高分子電解質膜のような電気分解式除湿素子による除湿により、下段収納容器１１９内を低湿化させる。その後、結露センサ１８が復帰（乾燥）状態となった時に、調湿機構２０１の動作を停止させ、下段収納容器１１９内を略密閉構造に戻して、下段収納容器１１９内を高湿状態へ戻す。

また、本実施の形態の説明では、下段収納容器１１９について説明したが、本実施の形態を、上段収納容器１２０に適用されてもよい。さらに、野菜室１０７に限られず、冷蔵庫１００に高湿専用室を設ける場合であっても、同様の構成および動作の考え方を適用すれば応用できる。

以上のように、本実施の形態においては、結露センサ１８の、結露検知素子１１が実装された配線基板１２の反対面を、結露センサ１８と、冷蔵庫１００の庫内循環冷気とを用いて冷却する、冷却部材２００が設けられて、結露センサ１８を略密閉化された野菜室１０７内部に挿入されている。このような構成により、従来ある循環冷気を流用し、その効率影響も熱容量的にほとんどなく結露を事前検知することができる。よって、このような構成により、結露センサ１８冷却用の新たなデバイスが不要となる。また、このような構成により、調湿機構２０１との連携で、結露限界まで高湿度状態の保持が可能になり、野菜の鮮度保持を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、結露センサ１８の冷却源としての冷却部材２００は、搬送風路１４１内に一端が露出された形態を説明したが、本実施の形態の冷蔵庫１００は、野菜室１０７の上方に冷凍室１０８を備えた、いわゆるミッドフリーザとして構成されていてもよい。この場合、本実施の形態の冷蔵庫１００は、野菜室１０７と冷凍室１０８とを仕切る断熱壁の野菜室１０７側に凹部が設けられ、凹部に冷却部材２００が配置され、野菜室１０７の上部に配置された結露センサの冷却源として、冷凍室１０８の冷熱を利用するよう構成されていてもよい。

また、本実施の形態の冷蔵庫１００は、略密閉構造とした下段収納容器１１９または上段収納容器１２０の側面もしくは天面に設けられた連通孔を有していてもよい。この場合、本実施の形態の冷蔵庫１００は、連通孔に結露センサ１８が配置され、結露センサ１８の冷却源として、野菜室１０７の下段収納容器１１９または上段収納容器１２０の外周を冷却する冷気を利用するよう構成されていてもよい。

以上述べたように、本開示は、複雑で複数の部品で構成することなく、結露を事前に検知できる結露センサ、および、これを用いた結露検知システム並びに冷蔵庫を提供する。よって、家庭用および業務用の冷蔵庫、並びに、野菜専用庫等に対して適用できることはもちろん、野菜以外の食品も含めた高湿保存が必要な流通貯蔵庫および倉庫などにも適用できる。

１１ 結露検知素子
１２ 配線基板
１３ 発熱部品
１４ 電子部品
１５ 検知回路部
１６ 外部接続部
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ 導体パターン
１８ 結露センサ
１００ 冷蔵庫
１０１ 断熱箱体
１０２ 外箱
１０３ 内箱
１０４ 冷蔵室
１０５ 切換室
１０６ 製氷室
１０７ 野菜室（貯蔵室）
１０８ 冷凍室
１０９ 圧縮機
１１０ 冷却室
１１１ 奥面仕切壁
１１２ 冷却器
１１３ 冷却ファン
１１４ ラジアントヒータ
１１５ ドレンパン
１１６ ドレンチューブ
１１７ 蒸発皿
１１８ 引出し扉
１１９ 下段収納容器
１２０ 上段収納容器
１２１ 収納部
１２２ 蓋体
１２３ 第一の仕切壁
１２４ 吐出口
１２５ 第二の仕切壁
１２６ 吸込口
１４１ 搬送風路
２００ 冷却部材
２０１ 調湿機構
２０２ センサ挿入口部材

Claims (9)

1. 導体回路パターンを実装した配線基板と、
   前記配線基板上で前記導体回路パターンと接続された結露検知素子と、
   前記配線基板上に設けられた発熱部品とを備え、
   前記配線基板は、前記結露検知素子が実装された面とは反対側の面が冷却され、
   前記結露検知素子が周囲環境温度よりも低温化されるよう構成された結露センサ。
2. 前記結露検知素子は、吸湿樹脂および導電体粉の混合物で感湿部が形成されている
   請求項１に記載の結露センサ。
3. 前記発熱部品は、面実装抵抗器で構成されている
   請求項１または２に記載の結露センサ。
4. 前記発熱部品は、前記配線基板の、前記結露検知素子が実装されている面と同一面に実装された
   請求項１から３のいずれか１項に記載の結露センサ。
5. 前記結露検知素子に接続される前記導体回路パターンの近傍に、前記発熱部品が配置された
   請求項１から４のいずれか１項に記載の結露センサ。
6. 前記結露センサは、前記結露検知素子が結露を検知した時から、第一の規定時間の経過後に、結露が発生したと判断するよう構成された
   請求項１から５のいずれか１項に記載の結露センサを備えた結露検知システム。
7. 前記発熱部品は、前記結露検知素子が乾燥状態であることを検知したときから、第二の規定時間の経過後に、発熱が終了するよう構成された
   請求項１から５のいずれか１項に記載の結露センサを備えた結露検知システム。
8. 前記結露検知素子は、前記発熱部品の発熱終了後から第三の規定時間の経過後に、次回の結露検知が行われるよう構成された
   請求項１から５のいずれか１項に記載の結露センサを備えた結露検知システム。
9. 請求項６から８のいずれか１項に記載の前記結露検知システムを備えた冷蔵庫。