WO2012095937A1

WO2012095937A1 - 冷蔵庫

Info

Publication number: WO2012095937A1
Application number: PCT/JP2011/007320
Authority: WO
Inventors: 森　貴代志; 健一柿田
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-01-14
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-07-19
Also published as: CN103328912A; BR112013017701A2; JP2012145303A; JP5655578B2; CN103328912B

Abstract

　断熱壁（２）と断熱扉（３ａ、３ｂ）によって区画された収納室（４）内を照射する庫内照明（８）と、複数の収納室のうち最上部の収納室の断熱扉に設けられ、冷蔵庫（１）の外部照度を検知する照度センサ（７）と、断熱扉（３ａ、３ｂ）の開閉状態を検知する扉開閉検知手段（１０）と、扉開閉検知手段（１０）が断熱扉（３ａ、３ｂ）が開状態になったことを検知した直前、または直後の照度センサ（７）による検知照度に応じ、庫内照明（８）の光量を調節する制御手段（１１）を備える。

Description

冷蔵庫

　本発明は、照明装置を庫内に設置した冷蔵庫に関するものである。

　近年、代表される冷蔵庫の庫内照明として、従来の白熱灯や電球に加えて、白色ＬＥＤを用いるものが提案されている。

　従来の照明装置を設けた冷蔵庫としては、複数の白色ＬＥＤを一枚の基板に実装し、庫内天面に設置して庫内を照射しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

　図１０は、上記特許文献１に記載された従来の冷蔵庫における照明装置の斜視図を示すものである。

　図１０に示すように、照明装置は、実装基板１０１と、白色ＬＥＤ１０２と、断熱板１０４を具備した構成であり、冷蔵庫の庫内に設置される。

　実装基板１０１は、平板状に形成されており、一面または両面に回路パターン（図示せず）が形成され、熱伝導性の良好なエポキシ樹脂系の基板や絶縁金属基板を使用する。

　白色ＬＥＤ１０２は、砲弾状に形成され、ＧａＮ系の青色ＬＥＤからの青色光を用いて蛍光材を励起し、白色光を得る構造で、電流を通電する２本の通電端子１０３が導出されている。

　断熱板１０４は、ウレタン等の樹脂により平板状に形成され、複数の挿通孔が並設されて、実装基板１０１と白色ＬＥＤ１０２の間に設けられる。ここで、白色ＬＥＤ１０２は、通電端子１０３が断熱板１０４の挿通孔に挿通され、実装基板１０１の回路パターンに半田付けされて実装され、複数個が実装基板１０１に並設される。

　尚、白色ＬＥＤ１０２の発熱量が少ない場合には、断熱板１０４は廃止しても構わない。

　以上のように構成された白色ＬＥＤを照明装置として利用した冷蔵庫について、以下その動作を説明する。

　まず、冷蔵庫の扉が閉まっている時には、白色ＬＥＤ１０２への通電は行われないため、庫内は照射されていない。

　そして、扉が開けられると、機械式スイッチやホールＩＣ等の電子式スイッチで開扉状態と判断され、実装基板１０１に直流電圧が印加され、通電端子１０３を通して白色ＬＥＤ１０２に順方向電流が流れ、白色光が発光されて庫内が照射される。

特開平１１－１５９９５３号公報

　しかしながら、上記従来の構成は、常に最大の光量で庫内を照射するものであるため、省エネ性に欠け、また冷蔵庫が置かれた環境に適した光量で収納物を照射することができなかった。

　冷蔵庫は通常、キッチンの室内照明が点灯された環境下で使用されることが多く、庫内照明の光量が低くても庫内を見渡すことができるが、使用者にとって庫内を見難い状況を配慮して、照明の光量を明るく設定せざるを得ない。即ち冷蔵庫の外部（周囲）が明るいときには無駄な電力を消費していることになる。

　また、光量が増加するほど光源の発熱量は高くなり、冷蔵庫の冷却性能の劣化と、照明の寿命低下といった課題が発生する。

　或いは、冷蔵庫の外部が暗いときに冷蔵庫の扉を開け、突然明るい庫内照明が点灯すると使用者の目が眩むことがあるため、光量を抑制することが好まれることもある。

　本発明は、上記従来の課題を解決するもので、冷蔵庫外部の照度に応じて、庫内照明の光量を調節することができる照明装置を具備した冷蔵庫を提供することを目的とする。

　上記従来の課題を解決するために、本発明の冷蔵庫は、断熱壁と断熱扉によって区画された収納室を複数設けた筐体と、前記収納室の内部を照射する庫内照明と、前記筐体の外部の照度を検知する外部照度検知手段と、前記断熱扉の開閉状態を検知する扉開閉検知手段と、前記扉開閉検知手段によって前記断熱扉が開状態になったことを検知した場合に、前記外部照度検知手段により検知した検知照度に応じ、前記庫内照明の光量を調節する制御手段を備え、前記制御手段により、前記断熱扉が開状態になった場合に、前記庫内照明の光量や点灯パターンを変化させるものである。

　これにより、省エネ性が高く、長寿命で、更に使用者の目にやさしい照明の実現を可能とする。

　本発明は、省エネ性が高く、長寿命で、更に使用者の目にやさしい照明の実現を可能とするので、より省エネルギーでかつ使い勝手の良い冷蔵庫を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図である。図２は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の図１のＡ－Ａ側面断面図である。図３は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の制御ブロック図である。図４は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫をキッチンのコーナー部に設置した場合の上視図である。図５は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の庫内照明への出力を示すタイムチャートである。図６は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の庫内照明への出力変化を示すタイムチャートである。図７は、本実施の形態１における冷蔵庫の庫内照明の光量可変回路図である。図８は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面断面図である。図９は、本発明の実施の形態２における冷蔵庫の制御ブロック図である。図１０は、特許文献１に記載された従来の冷蔵庫における照明装置の斜視図である。

　第１の発明は、断熱壁と断熱扉によって区画された収納室を複数設けた筐体と、前記収納室内を照射する庫内照明と、前記収納室のうち最上部の収納室の断熱扉に設けられ、前記筐体外部の照度を検知する外部照度検知手段と、前記断熱扉の開閉状態を検知する扉開閉検知手段と、前記扉開閉検知手段が前記断熱扉が開状態になったことを検知した場合の前記外部照度検知手段による検知照度に応じ、前記庫内照明の光量を調節する制御手段を備え、前記制御手段により、前記断熱扉が連続して開いている場合に、前記庫内照明の光量や点灯パターンを変化させるものであり、使用者の外部の明るさに応じた最適な光量で庫内を照射することができ、省エネ、照明の長寿命化、及び使用者の目にやさしい照明を可能とする。

　第２の発明は、前記外部照度検知手段により高照度と判定したときは前記庫内照明の光量を上昇させ、低照度と判定したときは前記庫内照明の光量を低下させるものであり、外部が暗いときに使用者が眩しさを感じないように、庫内照明の光量を抑制することができる。

　第３の発明は、前記外部照度検知手段により高照度または低照度と判定したときは前記庫内照明の光量を低下させ、いずれにも該当しないときは光量を上昇させるものであり、外部が明るいときは庫内照明の光量を抑制して省エネを図り、外部が暗いときに使用者が眩しさを感じないように庫内照明の光量を抑制し、明るくも暗くもないときには収納物が見やすいように光量を上昇させることができる。

　第４の発明は、前記庫内照明の光源として、発光ダイオードを用いたものであり、低電圧駆動、低発熱の照明が可能となり、駆動回路の簡易化、制御性の向上、および光源の発熱低減ができる。

　第５の発明は、前記庫内照明の光量をパルス可変制御によって調節するものであり、デューティー制御による電力調節の手法を用いることができ、これにより、簡易な制御で庫内照明の光量を変化させることができる。

　第６の発明は、前記庫内照明の光量を電流可変制御によって調節するものであり、電流制限抵抗の切替えなどの手法を使用することで、低光量時にパルス制御で発生する照明のちらつきを無くすことができる。

　第７の発明は、前記庫内照明の光量を電圧可変制御によって調節するものであり、照明の電源電圧と電流の両方を抑制することが可能なため、更なる省エネとなる。

　第８の発明は、前記庫内照明は複数の光源で構成され、光量を光源の点灯数によって調節するものであり、消灯した光源の電力をゼロにすることが可能なため、更なる省エネとなる。

　第９の発明は、前記収納室内に収納物検知手段を備え、前記外部照度検知手段と前記収納物検知手段の検知に応じて前記庫内照明の光量を調節するものであり、収納物の陰や光の吸収により収納物が見え難くなることを防止できる。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

　（実施の形態１）
　図１は本発明の実施の形態１における冷蔵庫の正面図、図２は同実施の形態における冷蔵庫の図１のＡ－Ａ側面断面図、図３は同実施の形態における冷蔵庫の制御ブロック図、図４は同実施の形態における冷蔵庫をキッチンのコーナー部に設置したときの上視図である。

　図１、図２、および図３において、冷蔵庫１の筐体は、断熱壁２と断熱扉３ａ，３ｂとで構成されており、外部に対し庫内を断熱している。冷蔵庫１は、収納室４内に保存物を整理して保存するための複数の収納棚５が設けられている。

　断熱扉３ｂには、表示部６が設けられ、冷蔵庫の動作状況や、設定状況等を表示する。また、表示部６上には外部照度検知手段として照度センサ７が実装されている。

　外部照度検知手段としての照度センサ７は冷蔵庫１の複数の収納室のうち、最上部の収納室の断熱扉に設けられており、かつ、使用者の目の位置に近い高さに設けられている。従って、使用者が感じる照度と同等の明るさを検知することができる。

　この使用者の目に近い高さは、図のような一般的な５つの貯蔵室を備え、収納量がおよそ４００Ｌ～６００Ｌの冷蔵庫においては、最上部の貯蔵室の高さ方向における１／２付近および最上端から最上部の貯蔵室の高さ方向における１／５程度を指している。

　また、収納室４の室内側壁には、冷蔵庫１の正面から見て左右に、庫内照明８が埋設されている。庫内照明８は、上下方向に白色ＬＥＤ９ａ～９ｄが複数個配置され、収納室４の手前側から奥側を照射するように設置されている。

　このように、光源に白色ＬＥＤを用いることにより、変動させた電圧にスムーズに対応させることができる。さらに、低電圧で駆動することもできる。従って、庫内照明８を低発熱状態とすることが可能となる。以上のように、光源に白色ＬＥＤを用いることにより、駆動回路の簡易化、制御性の向上、および光源の発熱低減が期待できる。

　また、断熱扉３ａ及び３ｂの開閉状態を検知するために、収納室４の前面開口部の周縁に扉開閉検知手段１０が設けられている。

　制御手段１１は、断熱扉３ａ及び３ｂが開いていると検知したときに、庫内照明８を点灯させる。このとき、照度センサ７が検知した照度に基づいて庫内照明８の光量が制御手段１１により調節される。

　冷蔵庫１がキッチンのコーナー部に設置されている場合は、図４のように、断熱扉３ｂが開いたときに、照度センサ７の取り付け面が壁に近接することがある。このとき、照度センサ７の前面はキッチンの壁に遮られ外部の光が入射しにくいため、実際の外部照度よりも暗いと誤検知してしまう。そこで、制御手段１１は、照度センサ７からの検知照度を随時記憶し、断熱扉３ｂが開いたと検知する直前、または直後の検知照度によって、庫内照明の光量を決定するものとする。

　照度センサ７が検知した照度である検知照度と庫内照明８の光量の関係は、例えば表１のようになる。

　表１には、照度センサ７の検知照度Ｌに対する庫内照明８の光量変化パターンが３種類示されており、庫内照明８の光量は最大光量を１００％としたときの相対値で記載している。

　表１において、パターン１は次の様に判定するパターンである。すなわち、照度センサ７が検知した外部照度が、予め設定された基準外部照度の一つである第一基準外部照度（本実施の形態の場合は１５ルクスに設定）以下のときは暗いと判定し、庫内照明８の光量を１００％とする。また、照度センサ７が第二基準外部照度（本実施の形態の場合は４０ルクスに設定）以下の外部照度を検知したときは、やや暗いと判定し、庫内照明８の光量を７５％とする。外部照度がややくらい場合、庫内照明８の光量が少し弱め（７５％程度）の照明でも庫内の収納物を見渡せることが十分に可能である。更に、照度センサ７が第二基準外部照度（４０ルクス）を越える外部照度を検知したときは、明るいと判定し、庫内照明８の光量を５０％とする。外部照度が明るい場合、外部の光も庫内の収納物を照射することから庫内の収納物を見渡せることが十分に可能となる。このように、冷蔵庫使用時は、外部が明るいことが多いため、庫内照明８の光量を抑制することができ、消費電力を低減することが可能となる。

　このように、パターン１は、外部から庫内に到達する明るさと庫内照明８による明るさの両方を足し合わせた明るさが、使用者が庫内の収納物を探す際の照明の機能を果たすことを目的にしている。

　パターン２は、照度センサ７が第一基準外部照度（１５ルクス）以下を検知したときは暗いと判定し、庫内照明８を眩しく感じる使用者のために、光量を５０％とする。また、第二基準外部照度（４０ルクス）以下を検知したときは、やや暗いと判定し、眩しくなく、且つ収納物を見易い光量である７５％とする。更に、照度センサ７が第二基準外部照度（４０ルクス）を越える外部照度を検知したときは、明るいと判定し、庫内照明８が点灯していることを実感できる１００％とする。このように、庫内照明８の光量を抑制することができ、消費電力を低減することができるだけでなく、使用者の眩しさや収納物の見やすさに配慮することが可能となる。

　このように、パターン２は、使用者の官能的な要素に着眼点を置き、使用者が視覚的に眩しくないようにするパターンである。つまり、暗い場合には低い照度で収納物を照らすことによって、目に優しく体感的に違和感のないユニバーサルデザインを目的とした機能を果たすことを目的としている。

　パターン３は、照度センサ７が第一基準外部照度（１５ルクス）以下の外部照度を検知したときは暗いと判定し、庫内照明８を眩しく感じる使用者のために、光量を５０％とする。また、第二基準外部照度（４０ルクス）以下の外部照度を検知したときは、やや暗いと判定し、このときは眩しいと感じない使用者のために、収納物が最も見易い光量である１００％とする。更に、検知された外部照度が第二基準外部照度（４０ルクス）を越える場合は、明るいと判定し、外部の光も庫内の収納物を照射することから庫内照明８の光量を５０％とする。このように、パターン１、２の長所を併せ持つ構成としている。

　このように、最も冷蔵庫の開閉頻度が高いと想定される外部が明るい場合に庫内照明８の光量を５０％としていることから、より省エネルギーを実現することが可能となる。よって、パターン３のような使用頻度が高いと想定される場合に省エネルギーを実現できるパターンを選択した場合には、冷蔵庫の外側のドアもしくは筐体といった使用者の目に触れる場所に、省エネルギーを連想させるような点灯や表示を行うと良い。

　以上のパターン１からパターン３は、操作部（図示せず）から使用者が好みに応じて設定できる構成としても良い。

　その場合には、例えば、視覚に問題がなく常に明るい方が好ましい使用者はパターン１を選択し、高齢者や子供といった視覚に負荷がかからない方が望ましい使用者がいる家庭はパターン２を選択し、より省エネルギーを意識している家庭はパターン３を選択するといった具合に使用者が選択できる幅が広がり、より使い勝手が良く、省エネルギーにも対応することが可能な冷蔵庫を提供することが可能となる。

　また、表１の検知照度Ｌ（外部照度）や、庫内照明８の相対光量は、表内に記載した値に限らず、冷蔵庫の構成によって最適な値に設定すべきである。

　次に、庫内照明８の光量の調節手段について説明する。

　図５は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の庫内照明への出力を示すタイムチャート、図６は、本発明の実施の形態１における冷蔵庫の庫内照明への出力変化を示すタイムチャートである。

　例えば、庫内照明８の光量の調整は、出力電圧のデューティー制御により、白色ＬＥＤ９ａ～９ｄに流す実効電力を調節することで行う。図５のように、出力パルス幅をＴ１、パルスの周期をＴ２とし、照度センサ７の外部照度の検出値に応じてデューティー比Ｔ１／Ｔ２を変化させる。Ｔ１／Ｔ２は、使用者が白色ＬＥＤ９ａ～９ｄのちらつきを感じないレベルに設定する。

　また、庫内照明８が点灯するとき、突然１００％の光量で点灯すると、使用者は眩さを感じ、不快感を受ける。そこで、所定の明るさになるまで徐々に光量を変化（特に増加）させてもよい。

　図６のように、点灯開始直後はＴ３／Ｔ４＝１０％（ステップ１）、以降は所定時間毎に、Ｔ５／Ｔ６＝４０％（ステップ２）、Ｔ７／Ｔ８＝７０％（ステップ３）と徐々にデューティー比を１００％まで増加させることで、やわらかく点灯する照明となる。本例では、デューティー比を３段階にわたって変化させているが、より細かくデューティー比の変化段階を増加することで更にスムーズに光量を変化できる。

　尚、庫内照明８を暫く点灯させていると明るさに使用者の目が慣れてくるため、光量を若干下げても収納物を十分に確認できるようになる。よって、庫内照明８が点灯してから所定時間が経過したときは、少しずつデューティー比を減少させることで消費電力を抑制しても良い。

　図７は、本実施の形態１における冷蔵庫の庫内照明の光量可変回路図である。

　庫内照明８の光量の調節手段として、例えば図７のような回路を構成し、ＳＷ１～３のスイッチを切り替えて庫内照明８への供給電流をＩ１～Ｉ３と変更する手段を用いても良い。供給電流Ｉ１～Ｉ３は、それぞれ抵抗値が異なる抵抗器Ｒ１～Ｒ３によって決定される。

　また、庫内照明８の光量の調節手段として、例えば図２に示した複数の白色ＬＥＤ９ａ～９ｄのうち、半数の２つだけを点灯させる、或いは３／４の３つだけを点灯させる等の手段を用いても良い。

　以上のように、本実施の形態においては、断熱壁２と断熱扉３ａ、３ｂによって区画された収納室４内を照射する庫内照明８と、複数の収納室のうち最上部の収納室の断熱扉に設けられ、冷蔵庫１の外部照度を検知する照度センサ７と、断熱扉３ａ、３ｂの開閉状態を検知する扉開閉検知手段１０と、扉開閉検知手段１０が断熱扉３ａ、３ｂが開状態になったことを検知した直前、または直後の照度センサ７による検知照度に応じ、庫内照明８の光量を調節する制御手段１１を備えたものであり、使用者の外部の明るさに応じた最適な光量で庫内を照射することができ、省エネ性が高く、長寿命で、更に使用者の目にやさしい照明の実現を可能とする。

　また、本実施の形態では、庫内照明８の光源として、発光ダイオード９ａ～ｄを用いたものであり、低電圧駆動、低発熱の照明が可能となり、駆動回路の簡易化、制御性の向上、および光源の発熱低減ができる。

　また、本実施の形態では、制御手段１１により、断熱扉３ａ、３ｂが連続して開いている時間に伴い、庫内照明８の光量や点灯パターンを変化させるものであり、使用者の明るさに対する目の慣れに応じて、徐々に庫内照明の光量を上げる、または下げる制御を行うことができ、使用者の目に優しい照明を実現することができる。

　（実施の形態２）
　図８は本発明の実施の形態２における冷蔵庫の側面断面図、図９は同実施の形態における冷蔵庫の制御ブロック図である。ここで、実施の形態１と同一の構成要件については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

　図８および図９において、収納物検知手段１２は、収納室４内に設置されている。この収納物検知手段１２は収納物の位置や量を検知するもので、外部照度検知手段ではない照度センサ７を備えており、収納物による光の遮蔽で減衰する光量を庫内において照度センサ７によって検知することで実現している。他にも、圧力センサによって収納物を検知する手法も考えられる。

　実施の形態１では、照度センサ７による検知照度のみによって庫内照明８の光量を調節していたが、収納室４内に多くの収納物があった場合、収納物の影によって庫内を十分に照射できないことが考えられる。このため、冷蔵庫の外部の明るさだけではなく、収納物の位置や量も配慮し、庫内照明８の光量を調節することが望ましい。

　表２には、収納量に対しての庫内照明の光量補正値を示している。

　表２の庫内照明の光量は、表１を基準として、表２の補正値を加算するものである。例えば、収納物検知手段１２が、収納量が少ないと検知したときは、庫内の隅々まで光が届きやすいので光量をマイナス２０％とする。また、収納量がやや多いと検知したときは補正を行わず、収納量が多いと検知したときは、庫内に光が届き難くなるため光量をプラス２０％としている。

　以上のように、本実施の形態では、収納室４内に収納物検知手段１２を備え、冷蔵庫の外部照度だけではなく、庫内の収納物も検知することで、使用者にとって必要な光量で庫内を照射し、より使い勝手の良い照明を実現することができる。

　以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用又は業務用冷蔵庫の照明装置として適用する場合に実施することはもちろん、扉のある物品貯蔵装置等、照明を適用する幅広い設備機器に応用できるものである。

　１　冷蔵庫
　２　断熱壁
　３ａ、３ｂ　断熱扉
　４　収納室
　５　収納棚
　６　表示部
　７　照度センサ
　８　庫内照明
　９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ　白色ＬＥＤ
　１０　扉開閉検知手段
　１１　制御手段
　１２　収納物検知手段

Claims

　断熱壁と断熱扉によって区画された収納室を複数設けた筐体と、
　前記収納室の内部を照射する庫内照明と、
　前記筐体の外部の照度を検知する外部照度検知手段と、
　前記断熱扉の開閉状態を検知する扉開閉検知手段と、
　前記扉開閉検知手段によって前記断熱扉が開状態になったことを検知した場合に、前記外部照度検知手段により検知した検知照度に応じ、前記庫内照明の光量を調節する制御手段を備え、前記制御手段により、前記断熱扉が開状態になった場合に、前記庫内照明の光量や点灯パターンを変化させることを特徴とした冷蔵庫。
　前記制御手段は、
　前記外部照度検知手段が検知した検知照度が、予め設定した照度である基準外部照度よりも高照度と判定したときの前記庫内照明の光量よりも、前記基準外部照度よりも低照度と判定したときの前記庫内照明の光量を低下させる
請求項１に記載の冷蔵庫。
　前記外部照度検知手段により、予め設定した照度である第二基準外部照度よりも高照度、または、予め設定した照度であって前記第二基準外部照度よりも低い照度である第一基準外部照度よりも低照度と判定したときの前記庫内照明の光量よりも、いずれにも該当しないときの前記庫内照明の光量を上昇させる請求項１に記載の冷蔵庫。
　前記庫内照明の光源は、発光ダイオードである
請求項１から３のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
　前記庫内照明の光量をパルス可変制御によって調節する
請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
　前記庫内照明の光量を電流可変制御によって調節する
請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
　前記庫内照明の光量を電圧可変制御によって調節する
請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
　前記庫内照明は複数の光源で構成され、光源の点灯数によって光量を調節する
請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
　前記収納室内に収納物検知手段を備え、前記外部照度検知手段と前記収納物検知手段の検知に応じて前記庫内照明の光量を調節する
請求項１から８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。