(57)【要約】【課題】過冷却状態を確実に発生させ、かつ安定に維持する。【解決手段】過冷却貯蔵室は枠部２と収納部３で構成され、収納部３は枠部２に対して緩衝部材を介して取り付ける。これにより被冷蔵物に伝わる振動が抑制されて過冷却状態を安定に保つことが出来る。即ち、被冷蔵物を低温で保管する冷蔵庫であって、食材を氷点下において非凍結で保存する過冷却貯蔵室を備え、過冷却貯蔵室は過冷却貯蔵室空間を形成する枠部２と、食材を収納する収納部３から構成されており、収納部３は枠部２に対して、振動伝達を低減する緩衝手段４を介して搭載されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷蔵物を低温で保管する冷蔵庫であって、食材を氷点下において非凍結で保存する過冷却貯蔵室を備え、該過冷却貯蔵室は該過冷却貯蔵室空間を形成する枠部と、食材を収納する収納部から構成されており、該収納部は該枠部に対して、振動伝達を低減する緩衝手段を介して搭載されている冷蔵庫。
【請求項２】
前記収納部は金属板であり、該収納部には高電圧が印加されている請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項３】
前記枠部および前記収納部は共に金属板であり、該枠部と該収納部の間に高電圧が印加されている請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項４】
前記緩衝手段は電気絶縁性を有している請求項１〜３のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項５】
前記緩衝手段は、前記収納部に取り付けた動吸振器を含む請求項１〜４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項６】
前記緩衝手段は、前記収納部における振動加速度がピーク値で１０Ｇ以下に抑制されている請求項１〜５のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項７】
前記緩衝手段は、前記収納部における扉開閉時の振動加速度がピーク値で１０Ｇ以下で、かつ通常運転時の振動加速度がピーク値で１．２Ｇ以下に抑制されている請求項１〜５のいずれかに記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記過冷却貯蔵室の振動を検知する振動検知手段を備え、該振動検知手段で検知した振動レベルに応じて緩衝手段の振動伝達特性を制御する振動伝達特性制御手段をさらに有する請求項１に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記過冷却貯蔵室における収納部の振動を検知する振動検知手段を備え、該振動検知手段で検知した振動レベルに応じて高電圧の印加条件を制御する高電圧印加条件制御手段をさらに有する請求項２〜４のいずれかに記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品食材を低温保存する冷蔵庫において、氷点下においても非凍結状態で保存する保存性を高めた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷蔵庫において、食品や食材を長期間に渡って品質を落とさずに保存にするため、一般的に食品を低温下に置くことが有効である。この低温保存は、食品の腐敗を進行させる細菌や微生物の活動を遅延・停止または死滅させること、および食品自体の細胞の過度熟成による劣化進行を抑制する効果を狙ったものである。
【０００３】
また、肉や魚においては摂氏０度以下の氷点下で保存する所謂冷凍保存が一般的に行われている。
【０００４】
ここで、冷凍保存は食品を凍結する保存方法であるため、凍結時、水が凝固すると体積が膨らみ水を含んだ食品の細胞が破壊されてしまうという問題があった。
【０００５】
これにより、肉などを解凍した際に、上記破壊した細胞が液状となって流出してしまい、食品の品質を落としてしまっている。この流出した液体は、一般にドリップと呼ばれている。
【０００６】
この凍結時に破壊される細胞をなるべく少なくするために、昨今の冷蔵庫では、急速冷凍といった機能が備えられている機種がある。これは、水が凝固する際に、大きな氷核を形成しないように素早く凝固させ、ドリップの流出を抑えようとするものである。この氷核を小さくする方法としては、例えば特許文献１に、過冷却状態にしたのちに冷凍する方法も提案されている。これは過冷却状態から素早く凍結させることにより氷核をより小さなサイズにしてドリップ量を抑えるという狙いのものである。
【０００７】
ここで、過冷却状態とは、水が本来凝固すべき凝固点、即ち摂氏０度以下の氷点下でも凝固せずに液体状態を保っている状態をいう。
【０００８】
上記の方法はいずれも冷凍保存を行うための工夫であるが、例えば特許文献２には、前記の過冷却状態で保存しようとする提案も為されている。
【０００９】
ここでは、過冷却状態の安定発生に有効とされている高圧電場下に食品を置き、その状態で氷点下で保存し、通常の摂氏０度以上の所謂冷蔵に比べて低温保存し、かつ非凍結でドリップの流出を抑えるものである。
【００１０】
一方、冷蔵庫内の食材には種々の振動が伝わっている。冷蔵庫本体からは冷気発生の心臓部である圧縮機やファンモータの運転に伴う振動が伝わっており、外部からの振動としては、使用者が扉を開閉する際の振動などが伝わっている。この振動を軽減するものとして、例えば特許文献３に、扉の開閉時の衝撃を緩和するダンパーからなる緩衝機構を備えた冷蔵庫が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許第４２５３７７５号公報
【特許文献２】特許第３６９８７７６号公報
【特許文献３】特開２００７−１０７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
被冷蔵物からドリップの流出がなく低温保存可能で高品位に保存できる方法として、特許文献２に提案されている過冷却状態を維持したままでの低温保存は有効な方法である。
【００１３】
しかしながら、特許文献２では、過冷却状態は上記したように、水が本来の凝固点以下で液体状態を維持している状態であるので、本質的に不安定なものであり、外乱によって過冷却状態が発生しないことや、解除されてしまうことが生じ、予期せず凝固を開始してしまうという虞がある。
【００１４】
ここで、外乱の一例としては、急激な冷却温度の変化やムラ、被冷蔵物に対する振動が挙げられる。
【００１５】
冷却温度の変化やムラといった温度制御を精度よく行うことは、特に家庭用の冷蔵庫では冷気吹き出しの調整制御や、冷凍サイクルにおける冷温制御など多大な手間や、制御に付随する温度センサの設置などコストがかかってしまうものであるが、特許文献１には、冷凍室内の温度をきめ細かく制御して過冷却状態を安定に発生させようとすることが提案されている。
【００１６】
一方、被冷蔵物に対する振動の抑制については、特許文献３に提案されているように、扉にダンパーを取り付けて扉の開け閉めによる衝撃を緩和するものがある。要するに、扉がゆっくり閉まるようにダンパーが設けられている。
【００１７】
しかしながら、家庭用冷蔵庫はコンパクトタイプの簡易型を除いて、通常、冷凍室、冷蔵室、野菜室など複数の扉が設けられており、被冷蔵物に対する振動を抑制しようとするとこれら全ての扉に緩和手段を設ける必要があって、それにかかるコストアップは多大なものになる。
【００１８】
また、冷蔵庫自体が発生する圧縮機駆動などの振動については、一般的に圧縮機を冷蔵庫本体に固定する部分にゴムなどの弾性体を介することにより振動を抑制しており、通常の冷蔵庫としては問題のない振動抑制ができているが、過冷却状態を安定に維持することを考えると更なる振動抑制対策が必要であるし、圧縮機に繋がっている冷媒配管やファンモータから伝わる振動についても考慮すべきであり、これらについての振動抑制は冷蔵庫内の冷凍サイクルの配置など構造自体を変更する必要も生じてくるものであり、冷蔵庫そのものの設計変更という大きな障壁がある。
【００１９】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ドリップが発生するなどといった食材の品質劣化を起こさせない良好な食材長期保存を目的としており、過冷却状態での氷点下非凍結保存を安定に発生・維持するものであり、過冷却状態の発生・維持を阻害する主因の一つである振動を安価にかつ効果的に抑制することができ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】
【００２０】
本発明の冷蔵庫は、被冷蔵物を低温で保管する冷蔵庫であって、食材を氷点下において非凍結で保存する過冷却貯蔵室を備え、該過冷却貯蔵室は該過冷却貯蔵室空間を形成する枠部と、食材を収納する収納部から構成されており、該収納部は該枠部に対して、振動伝達を低減する緩衝手段を介して搭載されている。
【００２１】
上記構成によれば、過冷却保存したい食材などの被冷蔵物に対する、過冷却状態の発生・維持を阻害する振動を効果的に抑制することができ、過冷却保存が安定に実現できる。      
【００２２】
これにより、食材の品質を長期に渡って高品位に維持することができる。高品位な維持とは、保存によるドリップの発生など、食材への損傷を防止すること、および保存による食材の腐敗である過度熟成の進行を抑制することである。
【００２３】
また、この振動抑制は過冷却貯蔵室内の食材の収納部に対してだけ行うものである。したがって、冷蔵庫全体の振動を低減する方法と比べて、設計の手間や振動低減機構にかかるコストを省くことが可能になる。
【００２４】
また、好ましくは、収納部は金属板であり、収納部に高電圧を印加するものである。
【００２５】
または、枠部および収納部は共に金属板であり、枠部と収納部の間に高電圧を印加するものである。
【００２６】
上記構成によれば、食材を保存する過冷却貯蔵室内を高電場環境にすることができる。高電場環境下においては、例えば特許文献２に記載のように、食材に含まれる水分子が電界および電磁界の影響を受け凝固しにくい状態になる。
【００２７】
これにより、上記緩衝手段による振動抑制効果と相乗して、より過冷却状態の発生・維持が安定的に実現できる。
【００２８】
また、好ましくは、緩衝手段は電気絶縁性を有している。
【００２９】
上記構成によれば、高電圧を印加する電極板間の絶縁と振動抑制の機能を、緩衝手段のみで発揮することができるので、高安定性過冷却保存に関わるコストを低減することができる。
【００３０】
また、好ましくは、緩衝手段は収納部に取り付けた動吸振器を含んでいる。
【００３１】
上記構成によれば、食材に掛かる振動をより低減することができて、高安定性過冷却保存が実現できる。
【００３２】
動吸振器は、緩衝手段で保持された収納部に更に弾性部材を介して錘を付けた構成であり、収納部に伝わる振動成分を収納部に伝えず錘に伝達し、収納部の振動を抑制するものである。
【００３３】
また、好ましくは、緩衝手段は収納部における振動加速度をピーク値で１０Ｇ以下に抑制するものである。
【００３４】
または、緩衝手段は、収納部における扉開閉時の振動加速度をピーク値で１０Ｇ以下で、かつ通常運転時の振動加速度をピーク値で１．２Ｇ以下に抑制するものである。
【００３５】
上記構成によれば、過冷却現象の発生・維持を阻害する振動加速度を抑制でき、高安定性の過冷却保存が実現できる。
【００３６】
また、好ましくは、過冷却貯蔵室における収納部の振動を検知する振動検知手段を備え、該振動検知手段で検知した振動レベルに応じて緩衝手段の振動伝達特性を制御する振動伝達特性制御手段をさらに有する。
【００３７】
上記構成によれば、過冷却状態の発生・維持を阻害する振動をより効果的に抑制することができ、食材の品質を長期に渡って高品位に維持することができる。また、緩衝手段の寿命を延ばすことができる。
【００３８】
また、好ましくは、過冷却貯蔵室における収納部の振動を検知する振動検知手段を備え、該振動検知手段で検知した振動レベルに応じて高電圧の印加条件を制御する高電圧印加条件制御手段をさらに有する。
【００３９】
上記構成によれば、過冷却状態の発生・維持を阻害する振動をより効果的に抑制することができ、食材の品質を長期に渡って高品位に維持することができる。また、適切な条件の高電圧が印加されるので、高電圧発生および印加における電力損失を最小限に抑えることができ、消費電力の低減が図れる。
【００４０】
以上により、ドリップが発生するなどといった食材の品質劣化を起こさせない良好な食材長期保存を目的としており、過冷却状態での氷点下非凍結保存を安定に発生・維持するものであり、過冷却状態の発生・維持を阻害する主因の一つである振動を安価にかつ効果的に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００４１】
以上により、本発明によれば、過冷却貯蔵室に伝わる振動を効果的に抑制し、更に過冷却現象の発生・維持を助長することができる。
【００４２】
これにより、食材の品質を長期に渡って高品位に維持することができる。また、振動抑制は過冷却貯蔵室内の食材の収納部に対してだけ行うものである。したがって、冷蔵庫全体の振動を低減する方法と比べて、設計の手間や振動低減機構にかかるコストを大幅に省くことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態１における冷蔵庫の特徴的な過冷却貯蔵室の要部構成例を示し、過冷却貯蔵室の正面図であって、（ａ）〜（ｄ）までの４種類の過冷却貯蔵室の構成例を示す正面図である。
【図２】図１（ｃ）の構成において正面から食材出し入れするドアがある場合の過冷却貯蔵室の斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の要部構成例を示す正面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態２の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の他の要部構成例を示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態３の冷蔵庫における振動抑制構成を持つ過冷却貯蔵室の他の要部構成例を示す正面図である。
【図６】本発明の実施形態４として、本発明の実施形態３の冷蔵庫における収納部３の振動加速度と過冷却の維持性能の関係を示した図である。
【図７】扉開閉時の振動加速度の波形例を示す図である。
【図８】前述と同様に振動加速度を計測したものであるが、計測として扉開閉時ではなく、通常の冷却運転時の振動加速度と過冷却現象の発生・維持について調べた図である。
【図９】本発明の実施形態５の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の要部構成例を示す正面図および制御系のブロック図である。
【図１０】本発明の実施形態５の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の他の要部構成例を示す正面図である。
【図１１】本発明の実施形態６の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の要部構成例を示す正面図である。
【図１２】本発明の実施形態６の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の印加電圧と過冷却の維持性能の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下に、本発明の冷蔵庫の実施形態１〜６について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、当然ながら、本発明はこれのみに限定されるものではなく、この実施形態に記載されている構成等は、特に限定的な記載がない限り、この発明の範囲をこれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなども図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００４５】
また、本発明の各実施形態１〜６において、同じ構成を有するものに対しては、同じ名称でかつ同じ符号を付して説明する。
【００４６】
（実施形態１）
本実施形態１では、冷蔵庫の過冷却貯蔵室の構成例について説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施形態１における冷蔵庫の特徴的な過冷却貯蔵室の要部構成例を示し、過冷却貯蔵室の正面図であって、（ａ）〜（ｄ）までの４種類の過冷却貯蔵室の構成例を示す正面図である。
【００４８】
図１（ａ）〜図１（ｄ）において、本実施形態１の冷蔵庫の過冷却貯蔵室１において、枠部２は過冷却貯蔵室の室内空間を形成している。収納部３は食材などの被冷蔵物を載置する。緩衝手段４は収納部３への振動伝達を低減する。冷却用の冷凍サイクル、冷気吹き出しファン、冷気吹き出し口、および被冷蔵物を出し入れするドアや引き出しの機構は各図からは省略している。以上により過冷却貯蔵室１が構成されている。
【００４９】
ここで、本実施形態１の冷蔵庫への食材などの出し入れを行うための扉には、通常、ドア型と引き出し型の２種類がある。図１（ａ）〜図１（ｃ）はどちらにも対応できる構造であり、ドア型の場合は、各図の手前または奥方向に開くドアが配置され、同方向から食材の出し入れを行う。引き出し型の場合は、各図の手前または奥方向に引き出す引き出しが配置され、各図上方から食材の出し入れを行う。また、図１（ｄ）は食材の出し入れを考えると手前または奥から出し入れを行うドア型に適した構造である。
【００５０】
図１（ａ）〜図１（ｄ）では、枠部２は手前および奥方向が筒抜け状となっているが、そのようなものではなく、食材の出し入れ部のみ枠板が無く他の部分は枠板で覆われていてもよい。収納部３においても、図１（ａ）〜図１（ｃ）は左右のみに折り返し部が形成されているが、前記同様に食材の出し入れに支障の無い範囲で前後にも折り返し部を設けてもよい。
【００５１】
また、収納部３には、冷気を通りやすくするために、パンチングなどによる穴が空いていてもよい。更に収納部３は取り外し可能なトレイ状をなっていてもよい。
【００５２】
また、収納部３は緩衝部材４を介して枠部２と振動的に絶縁されていればよく、収納部３と枠部２の隙間が空いている必要はない。例えば隙間を柔軟性のシリコーンゴムなどで封止することにより、隙間に被冷蔵物の小片などが落ちることを防止することができ、過冷却貯蔵室１の清掃の手間を軽減することができ、室内を清潔に保つことができる。この封止材も緩衝手段４として使用することができる。
更に、収納部３自体に振動を緩和する部材を用いることも有効である。
【００５３】
参考までに、図２に、図１（ｃ）の構成において正面から食材を出し入れするドアがある場合の過冷却貯蔵室１Ｃの斜視図を掲げている。
【００５４】
緩衝手段４は冷蔵庫本体からの振動が収納部３に伝達されないように収納部３の下に配置するのが効果的であるが、例えば引き出し型のように特に横方向の振動が大きい場合には側面にも配置することが望ましい。この場合に、収納部３の背面側にも、衝撃加速度を緩和する緩衝手段４が設けられていてもよい。
【００５５】
緩衝手段４としては、冷蔵庫本体、枠部２からの振動が低減できるもの、振動を伝達しにくいものであればよい。好適な例としては、ゴムに代表されるエラストマーが挙げられる。ゴムの中でも耐寒性に優れた、シリコーンゴム、クロロプレーンゴム、二トリルゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴム、天然ゴムなどがより望ましい。また、ゴムの他には、発泡性のスチレンやウレタン、金属製のバネ、空気や油の粘性を利用したダンパー機構、シリコーンなどのゲル化樹脂、シリコーンオイルなどの高粘度液体でもよい。または、緩衝手段４を振動発生方向に移動可能な転がり軸受け構造などのリニアガイドで構成し、その上に収納部３を搭載する構成でもよい。更に、上記したような緩衝手段４を複数備えていてもよい。つまり、緩衝手段４は、枠部２などに伝わる衝撃などの振動を緩和するもので、収納部３に伝わる振動を吸収して軽減したり、枠部２が振動しても収納部３は元の位置に留まろうとする慣性エネルギーを利用して振動を抑制するものである。
【００５６】
次に、実施例を説明する。
【００５７】
収納部３に食材を置き、氷点下に冷却する。冷却は食材を置いた後に所定の温度勾配で冷却してもよいし、段階的に温度を下げてもよいし、常に一定の氷点下に冷却温度を設定していてもよい。また、最終的な冷却温度は、過冷却現象が安定に発生・維持でき、かつ腐敗などの劣化進行を抑制できる−５℃前後が好ましいが、これに限定されるものではない。食材中の水は通常は凝固点以下で氷へと凝固する。この凝固は水分子同士の結合によりある程度の大きさの氷核が形成されると、これが全体に広がって起こるものである。氷核の形成には食材成分と水分子との結合や混ざり具合の他、食材に与えられる外乱が影響している。外乱とは食材に対する物理的な変化で、影響力の大きなものとして冷却速度や振動が挙げられる。水に外乱が加わると、氷核の発生や成長の可能性を高めて凝固を促進してしまい、過冷却現象の発生を阻害、または過冷却現象の解除を促進してしまう。
【００５８】
このため、本実施形態１では、過冷却状態の安定発生および安定維持を目的として、食材に伝わる振動を抑制する上記した緩衝手段４を備えている。これにより、食材への振動の伝達を低減し、過冷却状態を安定に発生させて、安定に維持することができる。
【００５９】
（実施形態２）
本実施形態２では、冷蔵庫の過冷却貯蔵室の他の構成例について説明する。
【００６０】
即ち、上記実施形態１では、冷蔵庫の過冷却貯蔵室１Ａ〜１Ｄの収納部３に、過冷却状態での氷点下非凍結保存のために冷蔵庫本体の衝撃を緩和する緩衝手段４を設けた場合について説明したが、本実施形態２では、収納部３とこれに対向する対向部材に交流の高電圧を印加して水分子の振動停止を阻害して氷結を防止する場合について説明する。
【００６１】
図３、図４（ａ）および図４（ｂ）は、本発明の実施形態２の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の各種の要部構成例を示す正面図である。
【００６２】
図３の過冷却貯蔵室１Ｅでは、収納部３は金属性の板材であり、対向電極５は収納部３と同じく金属板材で作られた電極である。対向電極５は枠部２の上方に配置されている。また、高電圧発生器６は、収納部３および対向電極５には高電圧発生器６の出力が接続されており、収納部３または対向電極５のいずれか一方に高電圧出力端が接続され、他方にアース端が接続されている。絶縁部材７は対向電極５を枠部２から電気的に絶縁するための部材である。また、安全のため，対向電極５の表面を絶縁材で被覆していてもよい。
【００６３】
また、図４（ａ）および図４（ｂ）の過冷却貯蔵室１Ｃ、１Ｄはそれぞれ、収納部３に加えて、枠部２も金属製の板材を使用しており、高電圧発生器６の出力端は、枠部２と収納部３に接続されている。
【００６４】
高電圧は３００Ｖ以上で１０ｋＶ程度までの範囲であり、交流直流については不問である。更に、緩衝手段４には高い絶縁性を有するゴムなどの素材を用いることが好ましく、これにより、高電圧が枠部２に短絡させないという効果を奏する。このように、緩衝手段４は高電圧絶縁手段としての役割をも担っている。
【００６５】
なお、枠部２、収納部３、対向電極５とも金属面を露出する必要は無く、塩化ビニルなどの樹脂材で被覆しておけば水滴などによる不意の短絡や素材の酸化などによる劣化を防止することができる。
【００６６】
このような構成で収納部３に食材を置き、冷却を行い、また、緩衝手段４で食材への振動伝達を低減し、更に高電圧を印加する。高電圧を印加することにより上記実施形態１で述べたような安定な過冷却状態を、より効果的に作り出すことができる。
【００６７】
本出願人は、図４（ａ）の構成で、１ｋＶ６０Ｈｚの交流電圧を枠部２と収納部３に印加して過冷却発生状態を確認した。冷却温度を下げていったところ、電圧印加なしの場合に比べ、電圧印加ありの場合は、過冷却が解除される水温を１割下げられることを確認できた。また、過冷却現象は前述のように水分子の結合による氷核形成から起こり、これには多分に確率的な要素が含まれているので、過冷却が解除されてしまう水温は電圧印加なしの場合では±４度のばらつきが生じてしまっていたが、電圧印加ありの場合では、このばらつきを１／２に抑えることが確認できた。
【００６８】
このように、本実施形態２の構成により、振動低減効果に加えて高電圧印加効果をも発揮できて、更に過冷却現象の安定化を実現することができる。
【００６９】
（実施形態３）
本実施形態３では、冷蔵庫の過冷却貯蔵室の他の構成例について説明する。
【００７０】
即ち、上記実施形態２では、収納部３とこれに対向する対向部材に交流の高電圧を印加して水分子の振動停止を阻害して氷結を防止する場合について説明したが、本実施形態３では、収納部３に共振吸収または振動加速度吸収用の動吸振器８が設けられた場合について説明する。
【００７１】
図５は、本発明の実施形態３の冷蔵庫における振動抑制構成を持つ過冷却貯蔵室の他の要部構成例を示す正面図である。
【００７２】
図５において、動吸振器８は、収納部３の振動を抑制するためのであり、吸振錘１０は吸振緩衝手段９を介して収納部３の裏面側に設けられ、吸振緩衝手段９はゴム板など弾性特性を有するもので構成されている。
【００７３】
動吸振器８はアクティブダンパーとも呼ばれており、ビルなどの建造物にも利用されている。動吸振器８の概要としては、振動を抑制したい箇所（制振対象）に伝達される振動に対して、動吸振器８で逆位相の振動を発生させ、制振対象での振動を打ち消すものである。
【００７４】
この動吸振器８では、吸振緩衝手段９のバネ定数ｋと吸振錘１０の質量ｍによる共振周波数が、抑制した振動周波数に合うように設計して使用する。共振周波数ωは１自由度のバネ−質量系の運動式から、ω＝√（ｋ／ｍ）の関係を用いて設計すればよく、収納部３に伝達される冷蔵庫からの振動周波数と共振周波数ωが一致するようにすればよい。振動周波数は冷蔵構造体の固有振動数であることが多く、通常は大きな成分は１つの振動周波数であるため、これに合わせればよい。仮に、複数の振動成分を抑制したい場合には、各々の振動周波数に合わせた共振周波数を持った動吸振器８を複数備えればよい。
【００７５】
なお、動吸振器８の振動は、収納部３に伝わる振動に合わせて時間と共に減衰させることが有効であり、吸振緩衝手段９にダンパー状の粘性係数を持ったものが必要であるが、例えば吸振緩衝手段９と緩衝手段４を同じ素材のものを使用すれば、同じ粘性係数とすることができ、振動の減衰性も合わせることができる。したがって吸振緩衝手段９と緩衝手段４は同じ素材のものを用いることが望ましい。
これにより、収納部３の振動を抑制することができ、過冷却現象の安定化を実現することができる。
【００７６】
（実施形態４）
本実施形態４では、緩衝手段の設定例について説明する。即ち、本実施形態４では、収納部３に掛かる振動と過冷却現象の発生・維持の関係について説明し、緩衝手段４による好適な振動抑制性能について説明する。
【００７７】
図６は、本発明の実施形態４として、本発明の実施形態３の冷蔵庫における収納部３の振動加速度と過冷却の維持性能の関係を示した図である。即ち、図６は、振動加速度と過冷却現象維持／解除の関係を示したグラフである。なお、図６の縦軸は振動加速度であるが、図６の横軸は試験の順番を示している。
【００７８】
図６では、振動は、振動の大きさである振動振幅ではなく、振動加速度で評価している。これは、振動振幅が例えば１ｍｍと計測されたとしても、それが１０秒間で緩やかに動いている場合と、０．０１秒間という高速で動いているかによって過冷却維持性が異なると考えられるためである。例えば、振動振幅が１ｍｍであったとしても、１ｍｍを１０秒間で動いたとすると、被冷蔵物自体はほとんど揺れを感じず過冷却維持性に影響が出ないが、１ｍｍを０．０１秒で動いたとすると、被冷蔵物自体に衝撃的な揺れが発生し過冷却維持特性に影響することが容易に考えられる。一方、振動加速度は、収納部３に伝達される振動の変化具合が現れるものなので、振動と過冷却維持性の相関を考察する場合には有効な評価指標と考えられる。
【００７９】
図６は、被冷蔵物が過冷却を維持している状態で、冷蔵庫の扉を開閉し、そのときの収納部３に伝達される振動加速度と、開閉によって過冷却状態が解除されたかどうかを示したものである。
【００８０】
被冷蔵物としてはガラス瓶に入れた２５ｃｃの水を使用し、冷蔵庫としてはエスペック社製の環境試験機ＳＨ２４０を庫内温度が摂氏‐５度に設定している。振動加速度の計測にはリオン社製の振動測定器ＶＭ−８０を使用しており、計測器はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を２０Ｈｚ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）をＯＦＦ、計測対象を加速度（ＡＣＣ２  １−３０ｋＨｚ）に設定して行った。
また、振動加速度としては振動測定器のＡＣ出力波形をパーソナルコンピュータに取り込み、計測データからピーク（０−ｐ）値を算出している。
【００８１】
ピーク（０−ｐ）値とは、取り込んだ振動加速度の計測波形データの最大振動加速度（プラス側）と最小振動加速度（マイナス側）の差をピークトゥピーク値として、これを１／２した値として定義する。参考までに扉閉時の振動加速度ＡＣ出力波形の一例を横軸に時間軸をとって図７に示している。この振動加速度波形のピークトゥピーク値ＡＣＣピークを１／２した値が振動加速度のピーク値（０−ｐ）となる。
【００８２】
つまり、扉開閉時の瞬間的な衝撃により、収納部３は上下および前後に揺れるが、これは扉を開または閉したときの上方向または後方向への振動加速度と、その反動である下方向または前方向への振動加速度によるものであり、冷蔵庫構造物による固有周波数が主振動成分となる。この上または後方向と、下または前方向の振動加速度差がピークトゥピーク値である。開閉時の衝撃とその反動は本来同じ量であるので、このピークトゥピーク値を１／２した値をピーク値とする。
【００８３】
本実験により、図６のグラフに示すように、過冷却現象の維持または解除は多少確率的な要素を含んでいるが、振動加速度のピーク値が１０Ｇを超えると過冷却状態の維持が困難になることが分かった。
【００８４】
したがって、緩衝部材４としては収納部３における振動加速度のピークが１０Ｇ以下に抑えるように設計することが有効である。
【００８５】
これは図１の構成において、一般的な制御理論で言われるバネ・質量・ダンパー系で考えればよい。つまり、図１の構成は、緩衝手段４におけるバネ定数ｋと粘性（ダンパー）係数ｃ、および収納部３の質量ｍによる２次遅れ系であるので、収納部３に伝達する振動は、バネ定数ｋ、粘性係数ｃ、質量ｍによって決まる固有振動数から−４０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅで減衰する。因みに−４０ｄＢとは振動を１／１００に抑制することであり、−２０ｄＢとは振動を１／１０に抑制することである。
【００８６】
収納部３に伝達する振動は冷蔵庫の構造によって決まる固有振動数が主成分なので、この周波数成分を１０Ｇ以下に抑えるためには現状の何分の一にすればよいかが分かる。したがって、緩衝手段４と収納部３による固有振動数を適切に設定することで主成分を確実に低減させることができる。
【００８７】
例えば、振動周波数が１０００Ｈｚの周波数成分で１０００Ｇの振動加速度を持っていた場合、安定な過冷却現象維持のため、これを１０Ｇ以下（好ましくは５Ｇ〜８Ｇさらに好ましくは５Ｇ〜７Ｇ）に低減すればよく、これは−４０ｄＢに抑制することである。したがって、緩衝手段４および収納部３による固有振動数を１００Ｈｚに設定すれば、１ｄｅｃａｄｅ高い１０００Ｈｚでは振動伝達は−４０ｄＢ、即ち１／１００となり、振動加速度は１０Ｇに低減することができる。
【００８８】
なお、バネ定数ｋおよび粘性係数ｃは緩衝手段４の素材で決まるものであるが、定数次第では固有振動数での振動を増幅してしまうこともあるので、そのような場合は、緩衝手段４としてバネ材と合わせてダンパーを備えることも有効となる。いずれにしても試作時に振動伝達特性を計測して微調整することが好ましい。
【００８９】
以上、前述は扉開閉時の衝撃・振動に対する過冷却現象の維持についてであるが、次に被冷蔵物を収納部３に置いた後の冷却中に継続的に被冷蔵物に伝わる振動について説明する。
【００９０】
図８は、前述と同様に振動加速度を計測したものであるが、計測として扉開閉時ではなく、通常の冷却運転時の振動加速度と過冷却現象の発生・維持について調べた図である。即ち、図８は、振動加速度と過冷却現象発生・維持／未発生・解除の関係を示したグラフである。なお、図８の縦軸は振動加速度であるが、図８の横軸は試験の順番を示している。
【００９１】
この手法としては、冷蔵庫である環境試験器と収納部３との間に敷いた緩衝材の厚みを変えることにより収納部３に伝わる振動を変え、その状態で摂氏−５度への冷却を行い過冷却現象が発生するか、維持できるかを確認した。
【００９２】
図８に示すように、振動加速度のピーク値が１．２Ｇ以下では過冷却現象は発生・維持できたが、それを超えると過冷却現象の発生・維持が困難となった。
【００９３】
これは冷却中に持続的に印加される振動は、扉開閉といった突発的な振動に比べて、過冷却状態の発生や維持への影響が大きいことを現している。また、定常運転時の振動の主成分は圧縮機の振動による１００Ｈｚ程度であったのに対して、扉開閉時は１０００Ｈｚ程度であり、この振動周波数成分の違いによるものとも考えられる。定常運転時は圧縮機を断続的にＯＮ／ＯＦＦするので、それに伴い振動も大小するが、扉を閉めた状態、冷却を行っている状態での振動加速度の最大値が１．２Ｇ以下であればよい。
【００９４】
このように、扉開閉時の振動加速度を１０Ｇ以下にすると共に、定常運転時の振動加速度を１．２Ｇ以下にすることにより、過冷却現象の発生・維持をより安定に実現することができる。
【００９５】
なお、振動は上下方向、前後方向、左右方向があるが、被冷蔵物にはどの方向の振動も同じ影響を及ぼすので、全て方向の振動加速度を上記した値以下に抑えることが必要である。
【００９６】
（実施形態５）
図９（ａ）は、本発明の実施形態５の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の要部構成例を示す正面図および制御系のブロック図、図９（ｂ）および図９（ｃ）は、図９（ａ）の破線囲み部分Ｘの拡大図である。
【００９７】
図９（ａ）に示すように、本実施形態５の冷蔵庫は、その過冷却貯蔵室１Ｇにおける収納部３の振動を検知する振動検知手段１１を収納部３の裏面に固定して設け、振動検知手段１１の振動検知結果としての振動レベルに応じて緩衝手段４１，４２の振動伝達特性を切り換えるなどして制御する振動伝達特性制御手段をさらに有している。要するに、過冷却貯蔵室１Ｇは、振動検知手段１１、アンプ１２、プランジャ駆動回路１３、磁力により押圧部を突出させるプランジャ１４および緩衝手段４１，４２を備え、振動検知手段１１を収納部３の裏面に有し、収納部３の左右位置に、プランジャ１４および緩衝手段４１，４２をそれぞれ有している点に特徴がある。左右のプランジャ１４は、振動検知手段１１の振動検知レベルに応じて同時に駆動させてもよく、または、振動検知手段１１の振動検知レベルおよび検知方向に応じてその検知方向のプランジャ１４を駆動させてもよい。これらのプランジャ１４および緩衝手段４１，４２を収納部３の前後方向開閉式の場合に後ろ側の背面位置に備えていてもよい。
【００９８】
振動検知手段１１は例えば加速度センサである。緩衝部材４２の一方端は枠部２に固定されており、他方端はプランジャ１４の押圧部と離接可能である。プランジャ１４の本体部は収納部３に固定されている。振動検知手段１１からの振動検知出力をアンプ１２で増幅してこれをプランジャ駆動回路１３に入力する。
【００９９】
プランジャ駆動回路１３は振動検知手段１１の振動検知出力に応じてプランジャ１４を駆動する。
【０１００】
緩衝手段４１，４２はそれぞれ振動吸収性能の異なる緩衝材である。ここでは緩衝手段４１は、バネ定数が小さい、即ち柔らかい緩衝材であり、緩衝手段４２は、緩衝手段４１に比べてバネ定数が大きい、即ち硬い緩衝材である。
【０１０１】
したがって、プランジャ駆動回路１３およびプランジャ１４により、緩衝手段４１，４２の併用と緩衝手段４１だけとの２段階に緩衝手段を切り換えることができる。なお、ここでは示していないが、２段階に切り換えることに限らず、３段階に切り換えるように、３段階の柔らかさを持つ緩衝材からなる各緩衝手段を用い、そのうちの硬い２つの緩衝手段にプランジャ１４をそれぞれ取り付けて、振動検知手段１１の振動検知出力に応じて各プランジャ１４を切り換えて駆動させればよい。プランジャ駆動回路１３およびプランジャ１４により、例えば３段階全ての緩衝手段と、軟らかい側の２つの緩衝手段と、最も軟らかい緩衝手段および最も硬い緩衝手段との３段階に切り換えることができる。
【０１０２】
上記構成により、以下その動作を説明する。
【０１０３】
まず、図９（ｂ）に示すように、振動検知手段１１によって振動または振動加速度が大きいと検出されたときの緩衝手段の様子である。振動検知手段１１が、実際の振動レベルと基準振動レベルを比較して、基準振動レベルよりも大きな振動・衝撃が加わったことを検出すると、プランジャ駆動回路１３によりプランジャ１４が緩衝部材４２と離れるように駆動制御される。したがって、収納部３は、大きい振動の場合、柔らかな緩衝材である緩衝手段４１のみで保持されることになって、大きい振動の衝撃を柔らかな緩衝手段４１のみで吸収して緩和することができる。
【０１０４】
次に、図９（ｃ）に示すように、常時の振動加速度が小さいときは、振動検知手段１１が、実際の振動レベルと基準振動レベルを比較して、基準振動レベル以下の小さい振動・衝撃が加わったことを検出するが、プランジャ１４は駆動したままでその押圧部は突き出されて緩衝手段４２を押圧している状態である。これにより、プランジャ１４の押圧部と緩衝手段４２が互いに接して一体化し、収納部３は、柔らかな緩衝材である緩衝手段４１で保持されると共に、硬い緩衝材である緩衝手段４１でも保持されている。
【０１０５】
緩衝手段４２は柔らかな材料なので、振動衝撃に対しては抑制効果が優れているが、常時使用していると、振動に伴う伸縮量が大きいために劣化が早くなってしまう。そこで、本実施形態５のように、通常時は硬い緩衝手段４２と柔らかな緩衝手段４１を並列で使用して緩衝手段４２により伸縮量を抑え、大きな衝撃が加わったときのみ柔らかな緩衝手段４１だけを使用することにより、収納部３の大きな衝撃を柔らかな緩衝手段４１のみで緩和し、かつ緩衝手段４１の寿命も延ばすことができる。
【０１０６】
図１０（ａ）は、本発明の実施形態５の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の要部構成例の変形例を示す正面図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の破線囲み部分Ｙの拡大図である。
【０１０７】
図１０（ａ）に示すように、本実施形態５の冷蔵庫は、その変形例として、その過冷却貯蔵室１Ｇにおける収納部３の振動を検知する振動検知手段としての可変エアバルブ１５を収納部３の左右に固定して設け、振動検知手段としての可変エアバルブ１５の振動検知結果としての振動レベルに応じてエアダンパからなる緩衝手段４３の振動伝達特性を切り換えるなどして制御する振動伝達特性制御手段をさらに有している。要するに、本実施形態５の変形例である過冷却貯蔵室１Ｈは、振動伝達特性制御手段として、振動検知手段としての役割を担っている可変エアバルブ１５と、エアダンパからなる緩衝手段４３とを少なくとも収納部３の左右位置に備えている点に特徴がある。これらの可変エアバルブ１５と、エアダンパからなる緩衝手段４３とを収納部３の前後方向開閉式の場合に後ろ側の背面位置に備えていてもよい。
【０１０８】
可変エアバルブ１５の入口ポートには圧縮エアが入力されており、可変エアバルブ１５の出力ポートは緩衝手段の役目を果たすエアダンパ４３に接続されるように、エア配管１６が接続されている。例えば図１０（ｂ）に示すように収納部３に振動が発生して左方向に動いたとすれば、可変エアバルブ１５のバルブ調整弁１５ａが押され、その押された量に応じて、可変エアバルブ１５からの出力エア量が増えるようにコントロールされ、緩衝手段４３としてのエアダンパへのエア流入量が増えて、収納部３をエアダンパの押圧部で右方向に押し返す力が発生する。
【０１０９】
また、収納部３に振動が発生して収納部３が右方向に動いたとすれば、右側の可変エアバルブ１５のバルブ調整弁１５ａが押され、その押された量に応じて、可変エアバルブ１５からの出力エア量が増えるように自動的にコントロールされ、緩衝手段４３としてのエアダンパへのエア流入量が増えて、収納部３をエアダンパの押圧部で左方向に押し返す力が発生する。
【０１１０】
したがって、収納部３に振動が発生して左方向に動いたときに、左側の可変エアバルブ１５および緩衝手段４３としてのエアダンパの作用により右方向に押し戻す力が働き、また、収納部３に振動が発生して右方向に動いたときに、右側の可変エアバルブ１５および緩衝手段４３としてのエアダンパの作用により左方向に押し戻す力が働いて、収納部３の左右の振動をより効果的に低減することができる。
【０１１１】
以上により、本実施形態５によれば、収納部３の振動を検知する振動検知手段を備え、これにより、緩衝手段の振動伝達特性を切り換えるなど制御する振動伝達特性制御手段をさらに有している。この振動伝達特性制御手段としては、プランジャ駆動回路１３およびプランジャ１４または、可変エアバルブ１５とエアダンパなどの緩衝手段４３である。
【０１１２】
これによって、過冷却状態の発生・維持を阻害する振動をより効果的に抑制することができ、食材の品質を長期に渡って高品位に維持することができる。また、緩衝手段の寿命を延ばすことができる。
【０１１３】
このように、特別な電気回路を必要とせずに振動に応じて収納部３の動きを自動的に抑制することができるので、効果的な振動抑制動作が実現できる。
【０１１４】
なお、本実施形態５では、収納部３により可変エアバルブ１５のバルブ調整弁１５ａが押され、その押された量に応じて、可変エアバルブ１５からのエアダンパへのエア流入量が増加して、収納部３をエアダンパの押圧部で押し返す力を増加させる場合について説明したが、これに限らず、収納部３により可変エアバルブ１５のバルブ調整弁１５ａが押され、その押された量に応じて、エアダンパから可変エアバルブ１５を介してエア排気して、収納部３に対してエアダンパの押圧部で衝撃を緩和するように押圧部を徐々に引っ込めるようにしてもよい。これによって、エアダンパの押圧部が収納部３の振動を受け止めて抑制する。または、左右のエアダンパからの排気管を連通させておき、収納部３により左の可変エアバルブ１５のバルブ調整弁１５ａが押され、その押された量に応じて、左の可変エアバルブ１５からのエアダンパへのエア流入量が増加して、収納部３を左のエアダンパの押圧部で押し返すときに、右のエアダンパの押圧部は、排気側が連通しているために突出して、収納部３は左右のエアダンパの押圧部で挟まれて保持される。
【０１１５】
（実施形態６）
図１１は、本発明の実施形態６の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の要部構成例を示す正面図である。
【０１１６】
図１１において、本実施形態６の過冷却貯蔵室１Ｉにおける収納部３の振動を検知する振動検知手段１１を備え、振動検知手段１１で検知した振動レベルに応じて高電圧の印加条件を制御する高電圧印加条件制御手段をさらに有している。要するに、過冷却貯蔵室１Ｉは、振動検知手段１１、アンプ１２および高電圧印加条件制御手段としての可変型高電圧発生器６１を備えている点に特徴がある。
【０１１７】
これによって、振動検知手段１１から振動検知出力される振動または振動加速度の検知信号はアンプ１２を経て増幅された後に可変型高電圧発生器６１に入力される。可変型高電圧発生器６１は、枠部２と収納部３との間に交流高電圧が印加可能とされており、振動検知手段１１で検知した振動に比例した信号に応じて出力である高電圧値（印加電圧）を可変する。
【０１１８】
図１２は、本発明の実施形態６の冷蔵庫における過冷却貯蔵室の印加電圧と過冷却の維持性能の関係を示した図である。なお、縦軸は過冷却維持性能を示す指標として、過冷却状態が維持できる限界水温を示しており、凝固点以下の温度である。
【０１１９】
図１２に示すように、Ａ点は冷蔵庫で使用する過冷却水温（使用水温）以下の任意のポイントであり、Ｂ点は過冷却状態を維持できる最良の（過冷却維持水温が最低温となる）のポイントである。可変型高電圧発生器６１からの出力高電圧値（印加電圧）を上げていくと、Ｂ点の印加電圧Ｖｂまで過冷却維持性能は向上することが確認できた。過冷却状態を安定に保つためには印加電圧Ｖｂを印加することが望ましいことが分かるが、一方、印加電圧が上がるほど消費電力も増えてしまうため、消費電力の観点から見れば印加電圧は小さいことが望ましい。
【０１２０】
したがって、通常使用においては、印加電圧Ｖａを印加して過冷却現象を安定に発生させ、振動検知手段１１により過大な振動が発生したと検知された場合のみ、振動検知手段１１からの振動検知信号をアンプ１２で増幅した後にこれを可変型高電圧発生器６１に入力し、可変型高電圧発生器６１からの出力高電圧値（印加電圧）を、印加電圧Ｖａからより過冷却性能の高い印加電圧Ｖｂに切り替えることにより、過冷却現象の維持が安定に行え、かつ消費電力も削減することができる。
【０１２１】
以上により、本実施形態６によれば、収納部３の振動を検知する振動検知手段１１を備え、振動検知手段１１により検知した振動レベルに応じて高電圧の印加条件を制御する高電圧印加条件制御手段としての可変型高電圧発生器６１をさらに有している。
【０１２２】
上記構成によれば、過冷却状態の発生・維持を阻害する振動をより効果的に抑制することができ、食材の品質を長期に渡って高品位に維持することができる。また、適切な条件の高電圧が印加されるので、高電圧発生および印加における電力損失を最小限に抑えることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【０１２３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜６を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜６に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜６の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、食品食材を低温保存する冷蔵庫において、氷点下においても非凍結状態で保存する保存性を高めた冷蔵庫の分野において、ドリップが発生するなどといった食材の品質劣化を起こさせない良好な食材長期保存を目的としており、過冷却状態での氷点下非凍結保存を安定に発生・維持するものであり、過冷却状態の発生・維持を阻害する主因の一つである振動を安価にかつ効果的に抑制することができる。即ち、本発明は食材等の被冷蔵物を長期間高品質に保存するもので、過冷却状態による食材保存を行う冷蔵庫に適用できる。
【符号の説明】
【０１２５】
１Ａ〜１Ｉ  過冷却貯蔵室
２  枠部
３  収納部
４  緩衝手段
５  対向電極
６  高電圧発生器
７  絶縁部材
８  動吸振器
９  吸振緩衝手段
１０  吸振錘
１１  振動検知手段
１２  アンプ
１３  プランジャ駆動回路
１４  プランジャ
１５  可変エアバルブ
４１、４２  緩衝手段
４３  エアダンパ
６１  可変型高電圧発生器
【図１】
2013148326.tif 000003
【図２】
2013148326.tif 000004
【図３】
2013148326.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2013148326.tif 000009
【図８】
2013148326.tif 000010
【図９】
2013148326.tif 000011
【図１０】
2013148326.tif 000012
【図１１】
2013148326.tif 000013
【図１２】
2013148326.tif 000014