(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室内を冷却する冷却手段と、前記貯蔵室内に収容された収容物の収容状況を検知する収容物検知手段と、前記収容物検知手段により得られる情報に基づいて、前記収容物の量を判定する収容量判定手段とを有し、前記収容物検知手段は、前記冷蔵庫内の冷気流路中に配置され、活性種を生成する活性種発生手段と、前記冷蔵庫内に配置され、該冷蔵庫内における前記活性種の濃度もしくは量を検知し、検知結果を出力する活性種センサを備え、前記収容量判定手段の判定結果に応じて運転パターンを選択し、前記運転パターンに従い前記冷却手段を制御し、予め設定した期間内に庫内温度を目的の温度に制御する制御手段と、を備える冷蔵庫において、冷蔵庫ドアの開および閉状態を検知するドア開閉検知部を更に備え、ドアの閉状態を検出している期間内において、前記収容物検知手段、前記収容量判定手段および前記制御手段の一連の動作が開始されることを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷蔵庫の内部に、庫内の収容量を検知する手段を備えた冷蔵庫に関し、詳しくは、冷蔵庫内の温度を、収容物の量に応じて制御することが可能な冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用冷蔵庫のように、ドアの開閉や、室温にある食材や飲料等の出し入れが頻繁に発生する場合には、保鮮の観点から、食材等の収容品を室温から適温に急速に冷やすことが要求される。このため、この種の冷蔵庫では、冷却速度の点で有利な間接冷却方式が多く採用されている。ここで、間接冷却方式とは、冷媒が圧縮機と凝縮器と絞り弁と蒸発器を通り再度圧縮機に入る冷凍サイクルと、蒸発器にて冷却された冷気を循環ファンで冷蔵庫内に吐き出す冷却機構により冷蔵庫を冷却する方式である。従来の冷蔵庫では、このような冷却機構の運転状態を、庫内温度の検知結果に応じて制御することにより、庫内を適温に保冷している。
【０００３】
しかしながら、このような温度制御を行った場合においても、収容物の出し入れに伴う冷蔵庫内の空間容積の増減等により、庫内における冷気の循環が変化し、惹いては、庫内における温度ムラの発生が誘引される。例えば、収容物が庫内の容積の６０％〜７０％を超える状況下では、冷蔵庫内に生じた滞留部には冷気が回らず冷却不足となるとともに、冷風吹き出し口近傍では、スポット的に過冷となる所も発生する。この種の温度ムラが発生した場合に、収容品を冷気の滞留部に配置すると、収容品を室温から適温に冷やすまでに時間がかかり、商品価値を著しく低下させる恐れがある。
【０００４】
上記問題点の解決策として、特許文献１では冷却機で冷やされた冷気は、冷気案内通路を通過して冷蔵庫内に供給されるが、冷気吐き出し口に回転冷気吐き出し部材を設けることにより冷気を左右に分散し、冷蔵庫内を均一に冷却するように工夫されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２４７６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術のように、冷蔵庫内を均一に冷却した場合においては、収容物を投入してから十分な時間が経過した後（長期）には、庫内温度および収容物の温度ともに保存温度に安定化することができる。
【０００７】
しかしながら、投入直後から温度安定に至る過渡期間（短期）においては、庫内に配置された温度検知手段の検知温度と、収容物の温度との間に収容物の量に依存した温度差が生じるため、結果として、収容状況によって保存温度に至るまでの期間が変化し、惹いては、収容物の鮮度がばらつく等の課題がある。
【０００８】
以下、図３を用いて、従来の冷蔵庫の要部の動作を説明する。
【０００９】
同図において、同図（ａ）は、標準的な収容量（以下、標準）の収容物が投入された場合における庫内の温度および冷蔵庫の運転状態を示している。ここでは、標準的な収容量を、仮に庫内容積の５０％と仮定する。また、同図（ｂ）は、標準より収容量が多い場合、同図（ｃ）は標準より収容量が少ない場合の冷蔵庫の動作を示している。なお、説明の
簡単の為、各収容物の種類は各々、同様としている。
【００１０】
また、同図（ａ），（ｂ），（ｃ）において、実線は庫内の検知温度、Ｋ０は予め設定した保存温度である。冷蔵庫の運転状態は、検知温度と保存温度Ｋ０との温度差に基づいて制御され、温度差が（Ｋ２−Ｋ０）以上の範囲にある場合に強冷運転、（Ｋ２−Ｋ０）から（Ｋ１−Ｋ０）の範囲にある場合に中冷運転、（Ｋ１−Ｋ０）からＫ０の範囲にある場合に弱冷運転に切換えるものとする。
【００１１】
同図（ａ）に示すように、収容物を冷蔵庫内に投入した時点では、検知温度と保存温度Ｋ０の温度差は大きく、冷蔵庫は強冷運転される。時間の経過に従い、この温度差は小さくなり、中冷運転、弱令運転を介し、あらかじめ設定した保存温度Ｋ０に漸近する。この一連の制御において、投入直後から暫くの期間においては、熱負荷である収容物の温度は、検知温度に比較して高く、長期的には、庫内温度との間で平衡し保存温度に安定化される。
【００１２】
次に、同図（ｂ）に示すように、同種の収容物を、標準より多く収容した場合には、同図（ａ）の場合に比較して収容物の熱負荷が増すことにより、庫内の温度変化は緩慢となる。その結果、標準の収容量の場合に比較して、収容物が保存温度に至る期間が遅延してしまう。
【００１３】
上述した様に、収容量の違いにより保存温度に至る期間に差異が生じ、収容物の鮮度がばらつくなどの課題が生じていた。
【００１４】
また、同図（ｃ）に示すように、標準より収容量が少ない場合には、収容物の熱負荷が軽減されるため、庫内温度が設定温度に至る時間は、標準の収容量の場合に比較して短縮される。この場合、保鮮の観点からの時間的な要求を満たすことができる半面、冷蔵庫の運転状態としては過剰気味な冷却運転となっており、収容物を保存するために必要以上の電力を費やしてしまうなどの課題が生じていた。
【００１５】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ドアの開閉や、室温にある食材や飲料等の出し入れにより、庫内の収容状況が変化した場合に於いても、高い保鮮機能を備える冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記従来の課題を解決するために、貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室内を冷却する冷却手段と、前記貯蔵室内に収容された収容物の収容状況を検知する収容物検知手段と、前記収容物検知手段により得られる情報に基づいて、前記収容物の量を判定する収容量判定手段とを有し、前記収容物検知手段は、前記冷蔵庫内の冷気流路中に配置され、活性種を生成する活性種発生手段と、前記冷蔵庫内に配置され、該冷蔵庫内における前記活性種の濃度もしくは量を検知し、検知結果を出力する活性種センサを備え、前記収容量判定手段の判定結果に応じて運転パターンを選択し、前記運転パターンに従い前記冷却手段を制御し、予め設定した期間内に庫内温度を目的の温度に制御する制御手段と、を備える冷蔵庫において、冷蔵庫ドアの開および閉状態を検知するドア開閉検知部を更に備え、ドアの閉状態を検出している期間内において、前記収容物検知手段、前記収容量判定手段および前記制御手段の一連の動作が開始されるものである。
【００１７】
これによって、庫内の収容量を安定して検知することができ、所定の期間内に目的の温度で収容物を保存することで、保鮮性に優れた冷蔵庫を実現することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の冷蔵庫は保鮮性に優れた冷蔵庫を実現することができ、より高品位の冷蔵庫を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１における冷蔵庫の断面図
【図２】本発明の実施の形態１における収容物検知動作の説明図
【図３】従来冷蔵庫の要部の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
第１の発明は、貯蔵室を備えた冷蔵庫本体と、前記貯蔵室内を冷却する冷却手段と、前記貯蔵室内に収容された収容物の収容状況を検知する収容物検知手段と、前記収容物検知手段により得られる情報に基づいて、前記収容物の量を判定する収容量判定手段とを有し、前記収容物検知手段は、前記冷蔵庫内の冷気流路中に配置され、活性種を生成する活性種発生手段と、前記冷蔵庫内に配置され、該冷蔵庫内における前記活性種の濃度もしくは量を検知し、検知結果を出力する活性種センサを備え、前記収容量判定手段の判定結果に応じて運転パターンを選択し、前記運転パターンに従い前記冷却手段を制御し、予め設定した期間内に庫内温度を目的の温度に制御する制御手段と、を備える冷蔵庫において、冷蔵庫ドアの開および閉状態を検知するドア開閉検知部を更に備え、ドアの閉状態を検出している期間内において、前記収容物検知手段、前記収容量判定手段および前記制御手段の一連の動作が開始されることにより、自然大気中に微量しか存在しない活性種を、冷蔵庫内において人為的に発生させ、該活性種の庫内における濃度値を庫内の収容量判定に用いることにより、より高い精度での判定結果に基づいた冷蔵庫制御を実現できる為、高い保鮮性と節電性の高い冷蔵庫を提供することができる。
【００２２】
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。尚、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。
【００２３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態２を図１および図２に基づいて説明する。図１は、冷蔵庫の断面図、図２は、同実施の形態における収容物検知動作の説明図である。
【００２４】
図１において、冷蔵室１２内の最上部の後方領域に形成された機械室内に、圧縮機３０、水分除去を行うドライヤ等の冷凍サイクルの高圧側構成部品が収容されている。冷凍室１５の背面には冷気を生成する冷却室が設けられ、冷却室内には、冷却器３５、および、冷却ファン３１が配設されている。また、冷却器３５やその周辺に付着する霜や氷を除霜するためにラジアントヒータ、ドレンパン、ドレンチューブ蒸発皿等が構成されている。
【００２５】
同図に於いて、矢印は、冷却動作時の庫内における冷気の流路を模式的に示している。冷却器３５の動作時に、冷却ファン３１、通風窓であるダンパ３６を連動させることにより、冷蔵室１２、切換室１４、製氷室１３、野菜室１６、冷凍室１５内に冷気を循環し、庫内の各室を冷却する。
【００２６】
また、冷蔵庫１１は、イオン、オゾン等に代表される活性種を発生する活性種発生手段３３と活性種センサ３４とで構成される収容物検知手段４０を備え、該活性種発生手段３３を、庫内を循環する冷気の流路中に配置している。
このような活性種の発生手段は、庫内に保存される食品から発生する臭気の脱臭や、冷蔵庫内の食品に付着した菌や庫内を浮遊する菌の増殖を抑える手段として広く普及しているものである。
【００２７】
また、活性種センサ３４は、庫内に配置され、庫内における活性種の濃度値を検知する。
【００２８】
なお、活性種センサは、活性種の種類に応じて様々な形態をとるが、例えば、正負イオンの検出には、イオン雰囲気中に、平行平板電極を配置し、電極間の静電容量を検出することにより、該濃度値を計測することができる。また、別の活性種であるオゾンの検出には、オゾン気中に紫外線を照射し、オゾンの紫外線吸収特性により吸収された光量（或いは、透過した光量）を検出することにより、該濃度値を計測することができる。
【００２９】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下、その動作・作用を説明する。
以下、図２を用いて、活性種発生手段３３および活性種センサ３４の動作を説明する。
【００３０】
図２は、冷却時における庫内活性種濃度値の時間変化の様子を示している。
同図に示すように、冷気流路中に配置された活性種発生手段３３により生成された活性種は、冷却時の冷気とともに庫内に拡散され、庫内の各室において除々に蓄積される。その後、時間の経過に伴い、庫内の濃度値は、活性種の単位時間あたりの生成（流入）量、分解量および庫内容積に応じた所定値（例えば、ａ，ｂ，ｃ）に漸近していく。
なお、本実施の形態３においては、説明の簡単の為、活性種発生手段３３は、常に定量の活性種を発生する、即ち、冷却時には、定量の活性種が庫内に流入するものとする。また、活性種の分解は主に自然分解によるものとし、単位時間当たりの分解量は、活性種の種類に応じて略決定されるものとする。
【００３１】
ここで、活性種センサ３４で検出される活性種濃度値は、単位容積あたりの活性種量で表すことができる量であることから、庫内に蓄積した活性種量を一定とすると、該濃度値と庫内部の空間容積は反比例の関係となる。即ち、収容率が高く、庫内の空間容積が減少した場合には、活性種センサ３４により検出される活性種濃度は高濃度化する。同様にして、収容率が低く、庫内の空間容積が増加した場合には、活性種濃度は低濃度化する。
例えば、同図において、収容の前後に於いて、庫内の収容率が１／３から２／３に変化した場合、即ち、空間容積比（＝１−収容率）が２／３から１／３に変化した場合、空間容積比の半減に伴い、庫内の活性種濃度値は概略２倍程度（濃度値：収納前ｃ、収納後ｂ）上昇することになる。
【００３２】
以上より、庫内の活性種濃度値を検知し、基準となる濃度値と比較することにより、庫内の収容率（或いは、空間容積比（１−収納率）を概算することができる。なお、基準となる濃度値は、例えば、庫内に収容物が無い場合の濃度値として用いることができる。
また、収容量判定手段２２において、上述の活性種濃度値を予め設定した所定の閾値により判別することにより、庫内の収容物の多・少を分類することができる。
従って、自然大気中に微量しか存在しない活性種を人為的に発生させ、該活性種の濃度値を、庫内の収容量判定に用いることにより、周囲環境の影響を低減することができ、精度の高い収容物検知および収容量判定を実現できる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態においては、冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫内を冷却する冷却手段と、冷蔵庫内の所定の位置に配置され、冷蔵庫内の冷気流路中に配置された活性種発生手段と、冷蔵庫内に配置され、庫内の活性種濃度値を検知する活性種センサと、活性種センサの検知結果に基づいて、収容物の量を判定する収容量判定手段２２と、収容量判定手段２２の収容量の判定結果に応じ、冷却手段を制御し、庫内温度を所定の温度設定に制御する制御手段２３とで構成し、活性種センサの検知結果から収容量を判定し、それに応じて冷蔵庫を適応的に制御することにより、収容量に拘わらず、略同一の保存条件で、収容物を保存でき、惹いては、高い保鮮性と節電性の高い冷蔵庫を提供することができる。
【００３４】
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２の冷蔵庫では、冷蔵庫ドアの開および閉状態を検知するドア開閉検知部を更に備え、ドアの閉状態を検出している期間内において、実施の形態１に記載した収容物検知手段４０、収容量判定手段２２、制御手段２３の一連の動作が起動されるものである。
【００３５】
この動作により、冷蔵庫ドア開閉状態検知を行い、ドアが閉状態、即ち、気密状態にある時に、収容物検知手段を動作させることにより、庫外における環境影響を低減し、収容量検知精度を向上することができる。  
また、家庭用冷蔵庫では、ドア開閉検出と庫内照明を関連付け、ドア開閉に応じて、庫内
の照明手段を点灯／消灯を行っており、該制御におけるドアの開閉状態検知機能を共用することにより、新たに部品を追加することなく、簡単な構成で実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明にかかる冷蔵庫は、家庭用または業務用冷蔵庫に収容物検知機能を設けて、その結果を用いて、節電運転などに運転モードを切換える制御に実施、応用できるものである。
【符号の説明】
【００３７】
１１  冷蔵庫本体
１２  冷蔵室
１２ａ  冷蔵室ドア
１３  製氷室
１４  切換室
１５  冷凍室
１６  野菜室
１７  操作部
１８  収容棚
１９  照明手段
２０  発光手段
２１  光量検知手段
２２  収容量判定手段
２３  制御手段
３０  圧縮機
３１  冷却ファン
３２  温度補償ヒータ
３３  活性種発生手段
３４  活性種センサ
４０  収容物検知手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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