JP6788892B2

JP6788892B2 - 冷蔵庫

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Publication number: JP6788892B2
Application number: JP2016244779A
Authority: JP
Inventors: 肇小松; 星野　仁; 仁星野; 麻里菜金野; 栄生岩上; 石川　和信; 和信石川; 増田　英夫; 英夫増田
Original assignee: Aqua Co Ltd
Current assignee: Aqua Co Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: JP2018096665A

Description

本発明は、貯蔵室内に食品等を冷却保存する冷蔵庫に関し、特に、冷凍室内の食品等を、効率的に凍結させる機能を有する冷蔵庫に関する。

従来から、冷凍室にて効率的に食品等の被冷凍物を冷却するために、被冷凍物の温度をセンシングしながら冷却能力を制御する冷凍方法が各種冷蔵庫で採用されている。

特許文献１には、冷凍庫の室内温度を検知しながら過冷却運転を行う過冷却制御冷蔵庫１００が記載されている。具体的には、図１０を参照して、過冷却制御冷蔵庫１００は、冷凍室１０１を備えており、その前方開口は扉１０５、１０６で閉鎖されている。また、冷凍室１０１の奥側には、蒸発器１０２と、蒸発器で冷却された冷気を冷凍室１０１側に送風するファン１０７とを具備している。更に、冷凍室１０１の奥側下方には、冷媒を圧縮する圧縮機１０４が配置されている。過冷却運転を行う際には、制御手段は、冷凍室１０１の温度状況に応じて、ファン１０７の回転速度を可変とすることで、過冷却を実現している。更に、制御手段は、蒸発器１０２の近傍に配置された温度検知機構１０８で、冷凍室１０１の温度を検知しながら、圧縮機１０４およびファン１０７の運転を制御することで、冷凍室１０１の庫内温度を所定の温度に制御する。

特開２０１１−７４８７号公報

しかしながら、上記した特許文献１に記載された発明では、冷凍室１０１に収納された食品等の被冷凍物を好適に冷凍することが簡単でない場合があった。具体的には、冷凍室１０１の温度を検知する温度検知機構１０８は、冷凍室１０１から蒸発器１０２に冷気が帰還する箇所に設置されていた。よって、温度検知機構１０８は、冷凍室１０１に収納される被冷凍物の温度を直接的には計測していないので、被冷凍物の温度を正確に計測することが出来ず、被冷凍物の温度状況に応じて冷凍室１０１の温度を精密に制御することが難しい課題があった。

特に、過冷却を経て被冷凍物を凍結する場合、被冷凍物の温度状況に応じて冷凍室の冷却能力を精密に制御する必要があるが、温度検知機構１０８は被冷凍物の温度を正確に検知することが出来ない。よって、過冷却状態を好適に実現することが出来ず、解凍時にドリップが多く発生してしまい、被冷凍物の鮮度が劣化してしまう課題があった。

また、冷却能力を制御するために被冷凍物の温度を計測する方法として、冷凍室の上部に配設された赤外線センサ等で被冷凍物の温度を計測する方法がある。しかしながら、この方法であると、被冷凍物である食品等がビニールなどで被覆された場合、被冷凍物の温度を正確に検知することが出来ない恐れがある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、被冷凍物の温度を正確に計測することで、被冷凍物を好適に凍結することが出来る冷蔵庫を提供することにある。

本発明の冷蔵庫は、被冷凍物を収納する冷凍室と、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、を具備し、前記トレイの内部に設置された温度センサで、前記被冷凍物の下面の温度を測定し、前記温度センサは、金属材料から成る板状の金属保護部材で被覆され、前記被冷凍物の下面に接する金属材料から成る板状の金属板材が設けられ、前記金属保護部材の上面が、前記金属板材の下面に当接することを特徴とする。

本発明の冷蔵庫は、被冷凍物を収納する冷凍室と、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、を具備し、前記トレイの内部に設置された温度センサで、前記被冷凍物の下面の温度を測定し、前記温度センサは、前記冷凍室の内壁に取り付けられたセンサモジュールに組み込まれ、前記被冷凍物を収納する収納容器を引き出す際に、前記トレイは前記収納容器と共に引き出され、前記センサモジュールは前記冷凍室に留まることを特徴とする。

本発明の冷蔵庫は、被冷凍物を収納する冷凍室と、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、前記トレイの内部に設置されて前記被冷凍物の温度を計測する温度センサと、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物に対して前記冷気を吹き付ける第２送風機と、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度に基づいて、前記被冷凍物が過冷却状態を経て凍結されるように、前記冷凍サイクル、前記第１送風機および前記第２送風機を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が第１設定温度を下回るまで、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を停止し、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第１設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を連続的に運転し、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を運転し、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第２設定温度よりも低く設定された第３設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を停止する、ことを特徴とする。

更に、本発明の冷蔵庫では、前記トレイには、複数の貫通孔が形成されることを特徴とする。

更に、本発明の冷蔵庫では、前記温度センサは下方から断熱部材で覆われることを特徴とする。

本発明の冷蔵庫は、被冷凍物を収納する冷凍室と、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、を具備し、前記トレイの内部に設置された温度センサで、前記被冷凍物の下面の温度を測定し、前記温度センサは、金属材料から成る板状の金属保護部材で被覆され、前記被冷凍物の下面に接する金属材料から成きる板状の金属板材が設けられ、前記金属保護部材の上面が、前記金属板材の下面に当接することを特徴とする。従って、金属保護部材および金属板材を介して、温度センサが被冷凍物と熱的に接続されるので、被冷凍物の温度を温度センサで正確に計測することが出来る。

本発明の冷蔵庫は、被冷凍物を収納する冷凍室と、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、を具備し、前記トレイの内部に設置された温度センサで、前記被冷凍物の下面の温度を測定し、前記温度センサは、前記冷凍室の内壁に取り付けられたセンサモジュールに組み込まれ、前記被冷凍物を収納する収納容器を引き出す際に、前記トレイは前記収納容器と共に引き出され、前記センサモジュールは前記冷凍室に留まることを特徴とする。従って、収納容器を冷凍室から引き出す際に、温度センサ等の電子機器が組み込まれるセンサモジュールが冷凍室に留まり、トレイを収納容器と共に引き出すことで、トレイを容易に冷蔵庫本体から取り外して洗浄することが出来る。

本発明の冷蔵庫は、被冷凍物を収納する冷凍室と、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、前記トレイの内部に設置されて前記被冷凍物の温度を計測する温度センサと、前記冷凍室の内部で前記被冷凍物に対して前記冷気を吹き付ける第２送風機と、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度に基づいて、前記被冷凍物が過冷却状態を経て凍結されるように、前記冷凍サイクル、前記第１送風機および前記第２送風機を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が第１設定温度を下回るまで、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を停止し、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第１設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を連続的に運転し、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を運転し、前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第２設定温度よりも低く設定された第３設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を停止する、ことを特徴とする。従って、冷凍室に貯蔵された被冷凍物が比較的大型な食品であったとしても、好適に過冷却現象を発生させ、被冷凍物の鮮度を保ちつつ冷凍することが出来る。

本発明の実施形態に係る冷蔵庫の正面外観図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫の側方断面図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫の電気的構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫を示す図であり、（Ａ）は上段冷凍室を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢーＢ断面における断面図あり、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面における断面図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫を示す図であり、上段冷凍室を構成する各部材を示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫を示す図であり、センサモジュールを示す分解斜視図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫を示す図であり、センサモジュールの温度センサが設置される部分の幅方向に沿う断面における断面図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫を示す図であり、（Ａ）は収納容器が収納される途中段階に於けるセンサモジュールの状態を示す断面図であり、（Ｂ）は収納容器が収納された後に於けるセンサモジュールの状態を示す断面図である。本発明の実施形態に係る冷蔵庫の冷却運転を示すフローチャートである。背景技術に係る冷蔵庫の冷凍室の構成を示す側方断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る冷蔵庫１を図面に基づき詳細に説明する。以下の説明では、同一の部材には原則的に同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。更に以下の説明では、上下前後左右の各方向を適宜用いるが、左右とは冷蔵庫１を前方から見た場合の左右を示している。

図１は、本実施形態に係る冷蔵庫１の概略構造を示す正面外観図である。図２は、冷蔵庫１の側方断面図である。

図１に示すように、冷蔵庫１は、本体としての断熱箱体２を備え、断熱箱体２の内部に食品等を貯蔵する貯蔵室を形成している。この貯蔵室としては、最上段が冷蔵室３、その下段が上段冷凍室５、更にその下段が下段冷凍室６、最下段が野菜室７である。ここで、上段冷凍室５および下段冷凍室６は、何れも冷凍温度域の貯蔵室であるので、これらを単に冷凍室４と総称する場合もある。また、本形態では、上段冷凍室５は、貯蔵された被冷凍物９を、過冷却状態を経て凍結する機能を有しており、かかる機能に関しては後述する。

本形態では、冷蔵庫１として複数の貯蔵室を備えたものを例示するが、冷蔵庫１として冷凍室４のみを有するものを採用し、この冷凍室４に過冷却を経て被冷凍物９を凍結する機能を持たせても良い。

冷蔵庫１の基本的な機能は、各貯蔵室に収納された食品等の被貯蔵物を所定の温度に冷却することにある。即ち、冷蔵室３の庫内温度は冷蔵温度域であり、冷凍室４の庫内温度は冷凍温度域であり、野菜室７の庫内温度は冷蔵温度域である。

断熱箱体２の前面は開口しており、各冷蔵室３等に対応した開口部には、各々扉８等が開閉自在に設けられている。扉８は、右側上下部が断熱箱体２に回転自在に支持されている。また、扉１０、１１、１２は、冷蔵庫１の前方に引出自在に、断熱箱体２に支持されている。

ここで、扉８の前面には操作パネル２７が備えられており、使用者が操作パネル２７を操作することで、冷蔵庫１の各種機能が実行される。例えば、使用者が操作パネル２７の操作ボタンを押下することで、上段冷凍室５で、被冷凍物９を過冷却するための過冷却運転が実行される。かかる事項に関しては後述する。

図２に示すように、冷蔵庫１の本体である断熱箱体２は、前面に開口部を有する鋼板製の外箱２ａと、外箱２ａの内側に間隙を持たせて配設され、前面に開口部を有する合成樹脂製の内箱２ｂと、を有している。また、外箱２ａと内箱２ｂとの間隙には、発泡ポリウレタン製の断熱材２ｃが充填発泡されている。尚、上記した各扉８等も、断熱箱体２と同様の断熱構造を採用している。

冷蔵室３と、その下段に位置する上段冷凍室５との間は、断熱仕切壁３６によって仕切られている。断熱仕切壁３６は、合成樹脂の成形品であり、その内部には断熱材が充填されている。また、下段冷凍室６と野菜室７との間は、断熱仕切壁３７によって区分けされている。上段冷凍室５と、その下段に設けられた下段冷凍室６とは、冷気が流通自在に連通している。

内箱２ｂの内部の冷蔵室３の奥面及び天面には、冷却された空気を冷蔵室３へ流す供給風路１５が形成されている。同様に、上段冷凍室５の奥側には、合成樹脂製の仕切壁３８で区画された供給風路１４が形成されている。

上段冷凍室５の上方には、合成樹脂製の仕切部材２０で区画され、供給風路１４に連通する風路が形成されている。そして、上段冷凍室５の上面には、過冷却運転時に上段冷凍室５へと冷気を送り出す第２送風機２３が配置されている。

内箱２ｂの内部の供給風路１４の更に奥側には、仕切部材３９で区分けされ形成された冷却室１３が設けられている。冷却室１３上部の仕切部材３９には、冷却室１３と供給風路１４とをつなぐ開口が形成されており、その開口には、空気を循環させるための第１送風機３２が配設されている。冷却室１３の下方には、貯蔵室からの帰還冷気を冷却室１３の内部へと吸入する開口１３ｂが形成されている。

上段冷凍室５には、食品等の被冷凍物９を収納するための収納容器２９が設けられている。収納容器２９は、上方が開口した略箱形状の合成樹脂製の容器である。収納容器２９は、扉１０に固定された図示しない枠体に組み込まれており、扉１０と共に前方に引き出し自在に構成されている。

本形態では、収納容器２９の内部にトレイ４０を配置している。トレイ４０の内部空間２６は、導入口４１を経由して、供給風路１４と連通している。これにより、供給風路１４および導入口４１を経由して、第１送風機３２で送風された冷気が被冷凍物９に向かって供給され、食品等の被冷凍物９をより効率的に過冷却を経て凍結することができる。よって、食品である被冷凍物９の氷結晶を小さくし、食品の細胞を破壊し難くしてドリップの発生を抑制することが出来る。この事項は詳述する。

冷却室１３の内部には、循環する空気を冷却する蒸発器３３が配置されている。蒸発器３３は、圧縮機３１、図示しない凝縮器、図示しない膨張手段としてのキャピラリーチューブに、冷媒配管を介して接続されており、蒸気圧縮式の冷凍サイクル回路を構成するものである。また、蒸発器３３の下方には、蒸発器３３の表面に付着した霜を溶かすための除霜ヒータ１９が配置されている。

また、冷蔵庫１は、後述する制御装置３０を備えており、各貯蔵室内の室内温度は図示しない温度センサで計測され、この室内温度を示す電気信号は制御装置３０に入力される。また、制御装置３０は、温度センサ等から入力される電気信号等に基づいて、圧縮機３１、第１送風機３２、第２送風機２３、除霜ヒータ１９、風路開閉器１８等を制御し、各貯蔵室を所定の温度帯域に保つ。

図３を参照して、次に、上記した冷蔵庫１の電気的構成を説明する。図３は、冷蔵庫１の電気的接続を示すブロック図である。この図を参照して、冷蔵庫１は、冷蔵庫１の各部位の動作を制御するＣＰＵから成る制御装置３０を有している。また、上記した上段冷凍室５には、過冷却運転時にて、被冷凍物９に対して冷気を吹き付ける第２送風機２３が備えられており、その第２送風機２３に内蔵されるモータは、制御装置３０の出力側端子に接続されている。上段冷凍室５には、被冷凍物９の温度を計測する温度センサ３４が配置されており、この温度センサ３４は、制御装置３０の入力側端子に接続されている。

操作パネル２７に備えられた操作ボタン３５は、制御装置３０の入力側端子に接続されている。後述するように、使用者が操作ボタン３５を押下するなどして操作すると、制御装置３０は、過冷却状態を経て被冷凍物９を凍結する過冷却運転を始める。

更に、制御装置３０の出力側端子には、第１送風機３２、風路開閉器１８、圧縮機３１および除霜ヒータ１９が接続している。制御装置３０が、ここでは図示しない各貯蔵室に設置された各温度センサの出力に基づいて、これらの各機器を制御することで、各貯蔵室を所定の温度帯域としている。ここで、各貯蔵室とは、上記した冷蔵室３、上段冷凍室５、下段冷凍室６、および野菜室７を含む。

次に、上記の構成を有する冷蔵庫１の基本的な冷却動作について、図２を参照して説明する。

先ず、制御装置３０が、冷凍サイクル回路を構成する圧縮機３１を運転することで、蒸発器３３によって冷却室１３内の空気を冷却する。蒸発器３３によって冷却された冷気は、制御装置３０が制御する第１送風機３２によって、冷却室１３の開口から供給風路１４へと吐出される。

そして、供給風路１４に吐出された冷却空気の一部は、モータダンパから成る風路開閉器１８によって適切な流量に調整され、供給風路１５へと流れ、冷蔵室３へと供給される。これにより、冷蔵室３の内部に貯蔵された食品等を適切な温度で冷却保存することができる。

冷蔵室３の内部に供給された冷気は、図示しない連結風路を介して野菜室７へと供給される。そして、野菜室７を循環した冷気は、帰還風路１７、冷却室１３の開口１３ｂを経て、冷却室１３の内部へと戻る。そこで、再び蒸発器３３によって冷却される。

他方、供給風路１４に吐出された冷却空気の一部は、上段冷凍室５へと供給される。そして、上段冷凍室５の内部の空気は、連通する下段冷凍室６へと流れ、下段冷凍室６内部の空気は、下段冷凍室６の下部を流れ、冷却室１３の開口１３ｂを介して、冷却室１３の内部へと流れる。

以上説明の通り、蒸発器３３で冷却された空気が貯蔵室内を循環して、食品等の冷凍や冷却保存が行われる。本形態では、使用者の操作に応じて上段冷凍室５に収納された被冷凍物９を凍結する過冷却運転機能を備えているが、この機能は後述する。

次に、図４を参照して、上段冷凍室５付近の構成を詳述する。

図４（Ａ）は、上段冷凍室５周辺の構造を示す側方断面図であり、図１に示すＡ−Ａ線断面に対応している。図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＢ−Ｂ断面における断面図あり、図４（Ｃ）は図４（Ｂ）のＣ−Ｃ断面における断面図である。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、上段冷凍室５には、略箱型形状を呈する収納容器２９が配置されており、収納容器２９の底面には、トレイ４０が配置されている。トレイ４０は、下方に開口を有する略箱形または略皿形の合成樹脂から成る部材であり、その内側に内部空間２６が形成されている。トレイ４０の内部空間２６の後方端部は、導入口４１を介して、図２に示した供給風路１４と連通している。トレイ４０の上面には、冷気が流通するための複数の貫通孔４２が形成されている。トレイ４０の構成等は後述する。

トレイ４０の内部には、温度センサ３４が搭載されたセンサモジュール４７が内蔵されている。温度センサ３４としては、例えば、ＮＴＣ（ＮｅｇａｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）センサが採用される。センサモジュール４７に温度センサ３４が組み込まれる構成は後述する。本形態では、過冷却運転を行う際に、温度センサ３４で被冷凍物９の下面の温度を直接的に計測しつつ冷却能力を調節している。温度センサ３４で被冷凍物９の温度を直接的に計測することで、被冷凍物９の温度を正確に計測でき、その計測結果に基づいて好適に過冷却状態を実現できる。係る事項も後述する。

仕切部材２０は、板状の樹脂から成る部材であり、上段冷凍室５の上端に風路を区切る為の部材である。連通口２１は仕切部材２０に複数個形成されている。上段冷凍室５の奥側には、第２送風機２３が配置される。

上段冷凍室５に於ける冷気の流れを説明する。図４（Ａ）を参照して、過冷却運転を行うために第２送風機２３を運転すると、図２に示す蒸発器３３にて冷却された冷気が、第２送風機２３の送風効果により上段冷凍室５の内部に送り込まれる。具体的には、下方斜め前方に進行する冷気は、トレイ４０の上面に載置された被冷凍物９の表面に吹き付けられる。その後、吹き付けられた冷気は上昇し、仕切部材２０に設けられた連通口２１を経由して、仕切部材２０と断熱仕切壁３６との間に進入する。

また、導入口４１を経由してトレイ４０の内部空間２６に進入した冷気は、トレイ４０の貫通孔４２を経由して上段冷凍室５に進入し、被冷凍物９の表面に下方から吹き付けられる。その後、被冷凍物９を冷却した冷気は、例えば、下段冷凍室６に進入する。

上記のように、本形態では、第２送風機２３で冷気を上方から被冷凍物９に吹き付け、導入口４１およびトレイ４０の内部空間２６を経由した冷気を下方から被冷凍物９に吹き付けている。従って、被冷凍物９を均等に冷却でき、後述する過冷却状態を良好に実現することが出来る。

図４（Ｃ）を参照して、センサモジュール４７の後端付近には、平面視で傾斜する傾斜面である分岐部４９、５０が形成されている。分岐部４９は前方に向かって右方に傾斜する傾斜面であり、分岐部５０は前方に向かって左方に傾斜する傾斜面である。導入口４１からトレイ４０の内部空間２６に進入する冷気は、分岐部４９、５０で分岐された後に、トレイ４０の内部空間２６に進入する。ここで、トレイ４０の内部空間２６と、センサモジュール４７の内部空間とは、連通していないので、冷気はセンサモジュール４７の内部空間には進入しない。これにより、冷気が温度センサ３４に与える影響が小さくなり、温度センサ３４で被冷凍物９の温度を正確に計測することができる。

図５の分解斜視図を参照して、上記した上段冷凍室５の構造を詳述する。ここでは、収納容器２９の底面部分を詳細に示すために、収納容器２９を部分的に切断した場合を図示している。

ダクトユニット６３は、樹脂成形品から成る部材であり、内箱後面５１に取り付けられている。上記した導入口４１は、ダクトユニット６３の前方側から前方に向かって突出する開口部に形成されている。

センサモジュール４７は、ダクトユニット６３に前方から接続し、温度センサ３４を内蔵する。センサモジュール４７は、上記した上段冷凍室５と下段冷凍室６とを仕切る底面部材５２の上面に載置される。センサモジュール４７は、上記したように、下方に開口を有する蓋形状の樹脂形成部材であり、温度センサ３４およびそれを支持する各種部品が備えられる。センサモジュール４７の内部空間には、温度センサ３４と制御装置３０とを接続する図示しない配線も引き回される。センサモジュール４７は、収納容器２９が上段冷凍室５に収納された場合であっても、収納容器２９の内部には配置されず、収納容器２９の下方に配置される。センサモジュール４７の上面には、温度センサ３４を保護する金属保護部材４５が配置される。

仕切部材２０は、上記したように、合成樹脂から成る板状の部材であり、その後方部分に第２送風機２３が取り付けられ、その前方部分に複数の連通口２１が形成されている。

トレイ４０は、下方が開口された略蓋状に成形された合繊樹脂から成り、センサモジュール４７を上方から塞ぎ、上記した内部空間２６をその内部に構成する。トレイ４０の上面の中央部付近には、例えばステンレス等から成る金属板材４６が嵌め込まれており、その上面の周辺部には複数の貫通孔４２が行列状に形成されている。ここでは、貫通孔４２の形状として円形を示しているが、貫通孔４２の形状は円形以外でも良く、例えば六角形等の多角形形状でも良い。後述するように、金属板材４６の上面に被冷凍物９が載置されることで、被冷凍物９の温度を温度センサ３４で正確に計測することが出来る。トレイ４０は、収納容器２９の底面に設置される。従って、収納容器２９を前方に引き出す際には、トレイ４０は収納容器２９と共に移動する。よって、トレイ４０を収納容器２９から取り外して容易に洗浄することができる。

収納容器２９は、被冷凍物９が収納される略箱状の容器であり、上段冷凍室５に引出自在に配置されている。収納容器２９の右方側の底面を部分的に上方に突出させることで、上記したセンサモジュール４７を収納する収納部２５が形成されている。センサモジュール４７は、収納容器２９が上段冷凍室５に収納された際に、収納容器２９の収納部２５に納められる。また、トレイ４０の金属板材４６と重なる位置に、収納部２５の上面を開口した開口部２８が形成されている。センサモジュール４７の上面に配置される金属保護部材４５は、収納部２５の開口部２８を経由して、トレイ４０の金属板材４６の下面に当接する。

収納容器２９の後方下端部分を部分的に開口することで２つの開口部２４が形成されている。開口部２４は、収納部２５を挟む位置に形成されており、導入口４１の位置に対応している。収納容器２９が上段冷凍室５に収納された際に、ダクトユニット６３の導入口４１は、開口部２４から収納容器２９の内部空間に突出する。これにより、導入口４１を経由して、トレイ４０の内部空間２６に冷気を確実に導入することができる。

図６の分解斜視図を参照して、センサモジュール４７に温度センサ３４等が収納される構成を説明する。

センサモジュール４７は、その後方部分に温度センサ３４に接続する配線５９が収納される空洞部６４を有し、その前方部分に温度センサ３４等が配置されるセンサ取付部５３を有する。センサモジュール４７の後端には接続口６１が形成されており、この接続口６１はダクト５５の接続口６０に挿入される。よって、後述する温度センサ３４と接続された配線５９は、空洞部６４、接続口６０、６１を引き回され、ここでは図示しない制御装置３０と接続する。

センサモジュール４７のセンサ取付部５３には、下方から、バネ５４、断熱部材５６、センサカバー５７、断熱部材５８、温度センサ３４および金属保護部材４５が配置される。

バネ５４は、縦方向に巻かれた金属線から成り、センサカバー５７を上方に向かって付勢している。

断熱部材５６は、バネ５４に対応した開口が形成された発泡ＰＥ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）等の断熱材料から成り、センサカバー５７の下面に下方から接している。

センサカバー５７は下方に開口を有する蓋形状の樹脂部材であり、その上面に凹状領域６５が形成されている。センサカバー５７は、センサ取付部５３を上方から覆うように、センサモジュール４７に取り付けられる。

センサカバー５７の凹状領域６５には、断熱性に優れた発泡ＰＥ等から成る断熱部材５８が敷かれ、断熱部材５８の上面に温度センサ３４が載置される。また、温度センサ３４は、上方から金属保護部材４５で覆われる。金属保護部材４５の両端部は、センサカバー５７の上面に取り付けられる。

図７を参照して、センサモジュール４７の温度センサ３４が設置された部分を説明する。図７は、図４（Ｂ）の領域Ａ１を拡大した拡大断面図である。

この図を参照して、センサカバー５７はバネ５４で上方に向かって付勢されている。また、センサカバー５７の上面に形成された凹状領域６５には、断熱部材５８および温度センサ３４が配置されている。温度センサ３４は上方から金属保護部材４５で保護されており、温度センサ３４と金属保護部材４５とは接触している。また、センサカバー５７の下面には断熱部材５６が設置されている。

温度センサ３４を被覆する金属保護部材４５の上面は、トレイ４０に取り付けられた金属板材４６の下面に面的に接触している。よって、金属板材４６の上面に上記した被冷凍物９が載置されると、温度センサ３４は、金属板材４６および金属保護部材４５を介して、被冷凍物９に接触する。金属板材４６および金属保護部材４５は、ステンレス等の良熱伝導体から成るので、温度センサ３４で被冷凍物９の温度を正確に計測できる。

更に、上記したように、金属保護部材４５を支持するセンサカバー５７は、バネ５４で上方に向かって付勢されている。従って、バネ５４の付勢力で、金属保護部材４５は金属板材４６に押しつけられ、金属保護部材４５と金属板材４６との熱伝導が良好に成り、温度センサ３４で正確に温度計測を行うことができる。

更にまた、温度センサ３４の下方には、２つの断熱部材５８、５６が設置されている。従って、センサモジュール４７の内部空間の温度が低下しても、この内部空間と温度センサ３４とは、断熱部材５８、５６で断熱されているので、内部空間の温度の低さが温度センサ３４の精度を劣化させることが抑止されている。

図８を参照して、上記した収納容器２９を上段冷凍室５に収納することで、センサカバー５７を所定位置に押し下げる事項を説明する。図８（Ａ）は収納容器２９を上段冷凍室５に収納する途中段階に於けるセンサカバー５７の形態を示し、図８（Ｂ）は収納容器２９を上段冷凍室５に収納した後に於けるセンサカバー５７の形態を示している。尚、この図では、センサカバー５７に内蔵される温度センサ３４等を図示していない。

図８（Ａ）を参照して、先ず、収納容器２９の下面には、後方に向かって上方に傾斜する傾斜面６６が形成されている。ここで、センサモジュール４７の上面、およびセンサカバー５７の上面も、傾斜面６６と略同一の傾斜角度で、後方に向かって上方に傾斜している。

収納容器２９が上段冷凍室５に収納されていない段階では、収納容器２９の底面である傾斜面６６は、センサモジュール４７のセンサカバー５７に接触していない。この段階では、センサカバー５７には下方への押圧力が作用していないので、バネ５４の付勢力でセンサカバー５７は上方に持ち上がっている。また、図示しない温度センサ３４を保護する金属保護部材４５は、センサカバー５７の上面よりも上方に突出している。

図８（Ｂ）を参照して、収納容器２９を後方に押すことで、収納容器２９を上段冷凍室５に収納させると、収納容器２９の底面である傾斜面６６が、センサモジュール４７のセンサカバー５７を、摺動しつつ下方に押圧する。これにより、センサカバー５７の上面は収納容器２９の下面に密着するようになる。また、図７に示したように、センサモジュール４７の金属保護部材４５の上面が、金属板材４６の下面に密着し、金属板材４６の上面に載置された被冷凍物９の温度を、温度センサ３４で計測できる。

ここで、収納容器２９の上段冷凍室５への出し入れを行うと、収納容器２９の底面に配置されたトレイ４０は収納容器２９と共に移動する。一方、収納容器２９の下方に配置されたセンサモジュール４７は、冷蔵庫１本体側に固定されており移動しない。

次に、図９に示すフローチャートに基づいて、上記した各図も参照しつつ、本形態の冷蔵庫１の動作を、過冷却運転時を中心に説明する。

先ず、ステップ１０では、制御装置３０は通常の冷却運転を実行する。即ち、制御装置３０は、各貯蔵室に設置された温度センサの出力に基づいて、冷凍サイクルの圧縮機３１および第１送風機３２を、断続的に運転する。具体的には、図２を参照して、冷蔵室３、冷凍室４および野菜室７の何れか一つまたは複数には、図示しない温度センサが配置されており、この温度センサの出力に基づいて、制御装置３０は圧縮機３１および第１送風機３２を断続的に運転する。これにより、冷蔵室３、冷凍室４および野菜室７は、所定の温度帯域に保たれる。

次に、ステップＳ１１では、図４（Ａ）を参照して、例えば食材である被冷凍物９を上段冷凍室５に投入する。本形態では、被冷凍物９の温度を正確に計測しつつ冷却運転を行うので、被冷凍物９として重量が数ｋｇの食肉が採用された場合でも、過冷却状態を経て被冷凍物９を好適に凍結することができる。

次に、ステップＳ１２がＹＥＳの場合、即ち、図１に示す操作パネル２７に備えられている操作ボタン３５を使用者が押下すると、制御装置３０は過冷却運転を開始する。一方、使用者が操作ボタン３５を押下しない場合は、ステップＳ１２がＮＯであり、制御装置３０は過冷却運転を開始しない。

ステップＳ１３では、制御装置３０は、過冷却のための準備工程としての冷却運転を行い、被冷凍物９を徐々に冷却する。具体的には、制御装置３０は、上段冷凍室５に配置された温度センサ３４で計測される計測温度に基づいて、冷凍サイクルの圧縮機３１および第１送風機３２を断続的に運転する。一方、制御装置３０は、被冷凍物９を全体的に冷却するために、上段冷凍室５に設置された第２送風機２３は運転しない。本形態では、図４（Ａ）に示したように、導入口４１から導入した冷気を、トレイ４０の貫通孔４２から上段冷凍室５に導入しているので、上段冷凍室５に貯蔵された被冷凍物９を全体的に冷却できる。

ステップＳ１４では、図４（Ａ）に示す温度センサ３４で計測した被冷凍物９の計測温度が、第１設定温度まで冷却されたか否かを判断する。第１設定温度は、例えば、７℃である。温度センサ３４で計測した計測温度が第１設定温度よりも高かったら、即ちステップＳ１４がＮＯで有れば、制御装置３０は、ステップＳ１３の冷却運転を続行する。一方、温度センサ３４で計測した計測温度が第１設定温度以下であれば、即ちステップＳ１４がＹＥＳで有れば、制御装置３０は、ステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５では、制御装置３０は冷却能力を増強する。具体的には、制御装置３０は、冷凍サイクルの圧縮機３１および第１送風機３２を連続的に運転する。そのようにすることで、図４（Ａ）を参照して、導入口４１およびトレイ４０の貫通孔４２を経由して、上段冷凍室５に下方から冷気が連続的に供給され、被冷凍物９を冷却する冷却能力が増強され、過冷却状態が実現される。ここで、制御装置３０は、上段冷凍室５に配置された第２送風機２３を、冷却能力を増強するために運転しても良いし、冷却能力を調整するために停止しても良い。

ステップＳ１６では、温度センサ３４で計測した被冷凍物９の計測温度が、第２設定温度まで冷却されたか否かを判断する。第２設定温度は、例えば、−５℃である。温度センサ３４で計測した計測温度が第２設定温度よりも高かったら、即ちステップＳ１６がＮＯで有れば、制御装置３０は、ステップＳ１５の冷却運転を続行する。一方、温度センサ３４で計測した計測温度が第２設定温度以下であれば、即ちステップＳ１６がＹＥＳで有れば、制御装置３０は、ステップＳ１７に移行する。

ステップＳ１７では、制御装置３０は、冷却状態を保存する冷却保存工程としての冷却運転を行う。具体的には、制御装置３０は、上段冷凍室５に配置された温度センサ３４で計測される計測温度に基づいて、冷凍サイクルの圧縮機３１および第１送風機３２を断続的に運転する。更に、制御装置３０は、被冷凍物９の表面付近の部分を冷却するために、上段冷凍室５に設置された第２送風機２３を運転する。

ステップＳ１８では、温度センサ３４で計測した被冷凍物９の温度が、第３設定温度まで冷却されたか否かを判断する。第３設定温度は、例えば、−１５℃である。温度センサ３４で計測した計測温度が第３設定温度よりも高かったら、即ちステップＳ１８がＮＯで有れば、制御装置３０は、ステップＳ１７の冷却運転を続行する。一方、温度センサ３４で計測した計測温度が第３設定温度以下であれば、即ちステップＳ１８がＹＥＳで有れば、制御装置３０は、ステップＳ１９に移行する。

ステップＳ１９では、温度センサ３４で計測した被冷凍物９の温度が、第３設定温度である−１５℃まで冷却されていることで、被冷凍物９が過冷却状態を経て凍結していると判断し、過冷却運転を終了し、ステップＳ２０の通常冷却運転に移行する。即ち、冷凍サイクルの圧縮機３１および第１送風機３２を断続的に運転する。更に、制御装置３０は、上段冷凍室５に設置された第２送風機２３を停止する。

ここで、制御装置３０は、ステップＳ１３に移行する際に、ステップＳ２１で過冷却運転を連続して行っている積算時間を計測し、ステップＳ２２で積算時間が２４時間を経過したら、被冷凍物９は温度が低下し難いと判断して過冷却運転を終了し、ステップＳ２０の通常冷却運転に移行する。

また、過冷却運転を行っている間に、ステップＳ２３にて使用者が図１に示す扉１０、１１を開けてしまった場合も、上段冷凍室５の冷気が外部に逃げてしまい、過冷却運転を続行できないので、ステップＳ２０の通常冷却運転に移行する。

以上が、本形態の冷蔵庫１の構造および動作に関する説明である。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更実施が可能である。

例えば、図５を参照して、被冷凍物９が載置される金属板材４６はトレイ４０に嵌め込まれているが、金属板材４６を収納容器２９の収納部２５の上面に嵌め込んでも良い。この場合は、収納部２５に嵌め込まれた金属板材４６は、トレイ４０に形成された開口部から上方に向かって露出するようになる。

１冷蔵庫
２断熱箱体
２ａ外箱
２ｂ内箱
２ｃ断熱材
３冷蔵室
４冷凍室
５上段冷凍室
６下段冷凍室
７野菜室
８扉
９被冷凍物
１０扉
１１扉
１２扉
１３冷却室
１３ｂ開口
１４供給風路
１５供給風路
１７帰還風路
１８風路開閉器
１９除霜ヒータ
２０仕切部材
２１連通口
２３第２送風機
２４開口部
２５収納部
２６内部空間
２７操作パネル
２８開口部
２９収納容器
３０制御装置
３１圧縮機
３２第１送風機
３３蒸発器
３４温度センサ
３５操作ボタン
３６断熱仕切壁
３７断熱仕切壁
３８仕切壁
３９仕切部材
４０トレイ
４１導入口
４２貫通孔
４５金属保護部材
４６金属板材
４７センサモジュール
４９分岐部
５０分岐部
５１内箱後面
５２底面部材
５３センサ取付部
５４バネ
５５ダクト
５６断熱部材
５７センサカバー
５８断熱部材
５９配線
６０接続口
６１接続口
６３ダクトユニット
６４空洞部
６５凹状領域
６６傾斜面
１００過冷却制御冷蔵庫
１０１冷凍室
１０２蒸発器
１０４圧縮機
１０５扉
１０６扉
１０７ファン
１０８温度検知機構

Claims

被冷凍物を収納する冷凍室と、
圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、
前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、
前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、
前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、
前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、を具備し、
前記トレイの内部に設置された温度センサで、前記被冷凍物の下面の温度を測定し、
前記温度センサは、金属材料から成る板状の金属保護部材で被覆され、
前記被冷凍物の下面に接する金属材料から成る板状の金属板材が設けられ、
前記金属保護部材の上面が、前記金属板材の下面に当接することを特徴とする冷蔵庫。
被冷凍物を収納する冷凍室と、
圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、
前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、
前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、
前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、
前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、を具備し、
前記トレイの内部に設置された温度センサで、前記被冷凍物の下面の温度を測定し、
前記温度センサは、前記冷凍室の内壁に取り付けられたセンサモジュールに組み込まれ、
前記被冷凍物を収納する収納容器を引き出す際に、前記トレイは前記収納容器と共に引き出され、前記センサモジュールは前記冷凍室に留まることを特徴とする冷蔵庫。
被冷凍物を収納する冷凍室と、
圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、を接続して構成され、前記蒸発器で前記冷凍室に供給される冷気を冷却する冷凍サイクルと、
前記冷気を前記冷凍室に送風する第１送風機と、
前記第１送風機で送風した前記冷気が流通する送風路と、
前記冷凍室の内部で前記被冷凍物が載置されると共に、その内部に内部空間を形成するトレイと、
前記第１送風機で送風された前記冷気を、前記送風路から前記トレイの前記内部空間に導く導入口と、
前記トレイの内部に設置されて前記被冷凍物の温度を計測する温度センサと、
前記冷凍室の内部で前記被冷凍物に対して前記冷気を吹き付ける第２送風機と、
前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度に基づいて、前記被冷凍物が過冷却状態を経て凍結されるように、前記冷凍サイクル、前記第１送風機および前記第２送風機を制御する制御装置と、を具備し、
前記制御装置は、
前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が第１設定温度を下回るまで、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を停止し、
前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第１設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を連続的に運転し、
前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第１設定温度よりも低く設定された第２設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を運転し、
前記温度センサで計測した前記被冷凍物の温度が、前記第２設定温度よりも低く設定された第３設定温度を下回ったら、前記圧縮機および前記第１送風機を断続的に運転すると共に、前記第２送風機を停止する、ことを特徴とする冷蔵庫。
前記トレイには、複数の貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
前記温度センサは下方から断熱部材で覆われることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の冷蔵庫。