JP7192402B2 - 冷蔵庫 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫に関するものである。

特許文献１に、ディスペンサ部を備えた冷蔵庫が記載されている。この冷蔵庫は、ディスペンサ部から氷を吐出することができるものである。

特開２０１７－１５３２３号公報

ディスペンサによって氷が供給される容器は、必ずしも一定ではない。ディスペンサによって氷が供給される容器には、中身が冷めにくいものもあれば、中身が冷めやすいものもある。特許文献１に記載の冷蔵庫等の従来の技術においては、ディスペンサによって氷が供給される容器の種類に依って、氷が供給された後の当該容器内の飲料の温度が大きくばらついてしまうという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の目的は、アイスディスペンサ機能を有する冷蔵庫において、氷が供給される容器内の飲料の温度を、当該容器の種類に依らずに安定的に設定温度に到達させることである。

本発明に係る冷蔵庫は、氷を生成する製氷機構と、製氷機構によって生成された氷を吐出するディスペンサ部と、ディスペンサ部から吐出される氷の量を調節する調節機構と、ディスペンサ部に設置された飲料入り容器を撮像する撮像手段と、飲料入り容器内の飲料の高さを検知する距離検知手段と、飲料入り容器内の飲料の温度を検知する温度検知手段と、熱容量算出手段と、氷供給量設定手段と、調節機構を制御する制御手段と、を備える。熱容量算出手段は、撮像手段と距離検知手段と温度検知手段とから出力された情報を用いて、撮像手段から出力された情報から飲料入り容器の材質の情報を設定し、飲料入り容器および飲料の熱容量を算出する。氷供給量設定手段は、熱容量算出手段によって算出された熱容量を用いて、飲料入り容器に氷を入れた後の飲料の温度が設定温度になるようにディスペンサ部から吐出される氷の量を設定する。制御手段は、氷供給量設定手段によって設定された量の氷がディスペンサ部から吐出されるように調節機構を制御する。

本発明に係る冷蔵庫であれば、氷が供給される容器内の飲料の温度を、当該容器の種類に依らずに安定的に設定温度に到達させることが可能である。

実施の形態１の冷蔵庫の正面図である。 実施の形態１の冷蔵庫の内部構造を示す縦断面図である。 実施の形態１の製氷室、貯氷室およびディスペンサ部周辺の構造を拡大して示す縦断面図である。 実施の形態１の制御装置の機能を示すブロック図である。 実施の形態１の制御装置の機能を実現する構成の例を示す図である。 実施の形態１の冷蔵庫の制御動作を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明する。各図における同一の符号は、同一の部分または相当する部分を示す。本開示では、重複する説明については適宜に簡略化または省略する。なお、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、以下の各実施の形態によって開示される構成のあらゆる変形およびあらゆる組み合わせを含み得るものである。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の冷蔵庫１の正面図である。図２は、実施の形態１の冷蔵庫１の内部構造を示す縦断面図である。本実施の形態では、原則として、冷蔵庫１が使用可能な状態に設置されたときを基準として、各方向を定義する。

冷蔵庫１は、例えば、家庭用のものである。なお、冷蔵庫１は、家庭用のものに限られず、業務用等のものであってもよい。また、図１および図２によって示される冷蔵庫１を構成する各部材の寸法、位置関係および形状等は、実際のものとは必ずしも完全に一致しない場合がある。冷蔵庫１の構成は、図１および図２によって示されるものに限定されるものではない。

本実施の形態の冷蔵庫１は、冷蔵庫本体の一例として、断熱箱体１ａを備えている。断熱箱体１ａは、外箱、内箱および断熱材によって構成される。外箱は、例えば、鋼鉄製である。内箱は、例えば、樹脂製である。内箱は、外箱の内側に配置される。断熱材は、例えば、発泡ウレタン、真空断熱材等である。断熱材は、外箱と内箱との間の空間に充填されている。

断熱箱体１ａの正面は、開口している。断熱箱体１ａの内部には、貯蔵空間が形成されている。貯蔵空間は、食品等の被貯蔵物が収納される空間である。断熱箱体１ａの内部に形成された貯蔵空間は、１つまたは複数の部材によって、食品等を収納保存するための複数の貯蔵室に区画されている。

一例として、断熱箱体１ａの内部には、複数の貯蔵室として、冷蔵室１０、冷凍室２０および野菜室３０が形成されている。冷蔵室１０は、食品等を冷蔵保存するための空間である。冷凍室２０は、食品等を冷凍保存するための空間である。野菜室３０は、主に野菜および容量の大きなペットボトル等を収納するための空間である。上記の各貯蔵室は、断熱箱体１ａ内において、上下方向に３段構成となって配置されている。断熱箱体１ａの内部に形成された各貯蔵室は、断熱性を有する部材によって仕切られている。

本実施の形態において、冷蔵室１０は、断熱箱体１ａの内部の上部に形成される。図２に示すように、冷蔵室１０の内部には、一例として、複数の棚板が設けられている。冷蔵室１０の内部は、これらの棚板によって、上下方向に複数の空間に仕切られている。冷蔵室１０内の最下段の棚板の下側の空間は、チルド室１１になっている。チルド室１１は、肉および魚等の生鮮食品を主に収納するための空間である。

本実施の形態において、冷凍室２０は、断熱箱体１ａの内部の下部に形成される。冷凍室２０は、冷蔵室１０の下方に配置される。また、野菜室３０は、冷凍室２０の下方に形成されている。野菜室３０は、断熱箱体１ａ内の最下段に配置されている。

冷蔵室１０の正面部には、当該冷蔵室１０を開閉するための冷蔵室扉１２が設けられている。冷蔵室扉１２は、回転式の扉である。また、冷凍室２０および野菜室３０は、一例として、それぞれ、引出し式の扉によって開閉される。これらの引出し式の扉は、各貯蔵室の左右の内壁面に水平に形成されたレールに沿って、冷蔵庫１の奥行方向にスライドできるようになっている。

また、本実施の形態の冷蔵庫１は、アイスディスペンサ機能を有するものである。アイスディスペンサ機能とは、使用者の要求に応じて氷を吐出する機能である。アイスディスペンサ機能付きの冷蔵庫１内には、製氷室４０および貯氷室５０が設けられている。また、アイスディスペンサ機能を有する冷蔵庫１は、ディスペンサ部６０を備えている。

製氷室４０は、氷を生成するための空間である。貯氷室５０は、製氷室４０で生成された氷を貯めておくための空間である。製氷室４０および貯氷室５０は、断熱性を有する部材によって区切られている。ディスペンサ部６０は、貯氷室５０に貯められた氷を、冷蔵庫１の外部へ吐出する機構である。

一例として、製氷室４０は、図２に示すように、断熱箱体１ａ内の最上段に設けられている。貯氷室５０は、製氷室４０の下方に設けられている。貯氷室５０は、冷蔵室扉１２の内側に設けられている。ディスペンサ部６０は、貯氷室５０の下方に設けられている。ディスペンサ部６０は、本実施の形態において、冷蔵室扉１２に設けられている。冷蔵室扉１２の表側は、ディスペンサ部６０によって開放している。

また、冷蔵室扉１２の内側には、図２に示すように、氷搬送路５１が設けられている。氷搬送路５１は貯氷室５０内の氷をディスペンサ部６０まで搬送するための通路である。ディスペンサ部６０は、氷搬送路５１を介して、貯氷室５０に繋がっている。氷搬送路５１の上端部は、貯氷室５０の下部に通じている。氷搬送路５１の下端部は、ディスペンサ部６０の上部に通じている。

冷蔵室１０の下部には、図２に示すように、給水タンク４１が設けられている。給水タンク４１は、チルド室１１の１つ上の段に設けられている。給水タンク４１には、製氷室４０での製氷に使うための水が貯められる。

なお、断熱箱体１ａの内部に形成される貯蔵室の数、種類および配置は、上記した例に限定されない。また、断熱箱体１ａの内部に形成された各空間を開閉するための扉の構造等も、上記した例に限定されない。製氷室４０、給水タンク４１、貯氷室５０、氷搬送路５１およびディスペンサ部６０の配置も、上記した例に限定されるものではない。

本実施の形態の冷蔵庫１は、図２に示すように、空気を冷却するための冷却手段として、圧縮機２および冷却器３等を備える。圧縮機２および冷却器３は、図示を省略している凝縮器および絞り装置等と、冷凍サイクル回路を構成している。

圧縮機２は、冷凍サイクル回路内の冷媒を、圧縮して吐出する。凝縮器は、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮させる。絞り装置は、凝縮器から流出した冷媒を膨張させる。冷却器３は、絞り装置で膨張した冷媒によって、空気を冷却する。圧縮機２は、例えば、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側の下部に配置される。

冷蔵庫１は、冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へ冷気を供給するための送風機４を備える。また、冷蔵庫１には、冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へ冷気を供給するための風路５が形成されている。風路５は、例えば、冷蔵庫１の背面側に配置されている。冷凍サイクル回路を構成している冷却器３は、この風路５内に設置される。また、送風機４も、この風路５内に設置されている。

送風機４が動作すると、冷却器３で冷却された空気、すなわち冷気が、風路５を通って、冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へ送られる。冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へ送られた空気は、冷却器３が設置されている風路５内へと戻される。風路５内へと戻された空気は、再び冷却器３によって冷却され、冷蔵庫１内を循環する。

また、風路５から冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へと通じる中途の箇所には、図示しないダンパが設けられている。冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へ供給される冷気の風量は、各ダンパの開閉状態が変化することで調節される。また、冷蔵室１０、冷凍室２０、野菜室３０、製氷室４０および貯氷室５０へ供給される冷気の温度は、圧縮機２の運転が制御されることで調節される。

また、冷蔵庫１は、図１および図２に示すように、操作パネル６を備えている。操作パネル６は、使用者が冷蔵庫１を操作するためのものである。使用者は、操作パネル６を操作することで、例えば、各貯蔵室の保冷温度等の設定をすることができる。また、使用者は、操作パネル６を操作することで、冷蔵庫１に、ディスペンサ部６０から氷を吐出させることができる。操作パネル６は、各貯蔵室の温度等の各種情報を使用者に対して表示するものでもある。操作パネル６は、一例として、冷蔵室扉１２の外側表面に設けられている。

冷蔵庫１は、外気温測定手段の一例として、外気温センサ７を備えている。外気温センサ７は、冷蔵庫１の周囲の外気温を測定可能なセンサである。冷蔵庫１の周囲の外気温は、冷蔵庫１の運転能力の調整に必要な情報の１つである。一例として、外気温センサ７は、図１および図２に示すように、操作パネル６に内蔵されている。なお、操作パネル６および外気温センサ７の位置は、上記した例、すなわち冷蔵室扉１２の外側表面に限られない。また、操作パネル６と外気温センサ７とは、それぞれ別の場所に設けられていてもよい。

冷蔵庫１は、当該冷蔵庫１の動作を制御するための制御手段の一例として、制御装置７０を備える。制御装置７０は、例えば、図２に示すように、冷蔵庫１の背面側の上部に設けられる。制御装置７０は、例えば、断熱箱体１ａに内蔵される。制御装置７０には、冷蔵庫１の動作を制御するための処理回路等が備えられている。

制御装置７０は、操作パネル６に接続される。制御装置７０は、例えば、各貯蔵室内の温度の情報を含む信号および操作パネル６によって入力された信号等に基づいて、風路５に設けられたダンパ、圧縮機２および送風機４の動作を制御する。各貯蔵室内の温度は、それぞれの貯蔵室に設置されたサーミスタにより検知することができる。このサーミスタは、制御装置７０に接続される。

なお、制御装置７０は、スマートフォン等の外部機器と通信可能に構成されていてもよい。例えば、制御装置７０は、スマートフォン等の外部機器から入力された情報に基づいて、各貯蔵室の保冷温度等の設定を変更してもよい。また、制御装置７０は、スマートフォン等の外部機器から入力された指示に基づいて、冷蔵庫１内の状態の情報を当該外部機器へ送信してもよい。

図３は、実施の形態１の製氷室４０、貯氷室５０およびディスペンサ部６０周辺の構造を拡大して示す縦断面図である。図３を参照し、製氷室４０、貯氷室５０およびディスペンサ部６０周辺の構成について、より具体的に説明する。なお、図１から図３は、冷蔵庫１を模式的に示すものであり、実際の外観および構造とは必ずしも完全には一致していない。また、図２と図３とは、それぞれ異なる断面を示しているものである。

図３に示すように、製氷室４０には、製氷機構４２が設置されている。製氷機構４２は、水から氷を生成する機構である。また、製氷機構４２には、一例として、製氷皿４２ａが含まれる。製氷皿４２ａは、水を貯める事が可能な皿状の部材である。

製氷室４０と給水タンク４１との間には、給水管４３が設けられている。給水管４３は、給水タンク４１内の水を製氷室４０内の製氷機構４２に供給するためのものである。給水タンク４１内の水は、図示しないポンプにより、給水管４３を通って製氷室４０へと送られる。給水管４３は、例えば、冷蔵室１０の背面に沿うように配置されている。製氷室４０へ送られた水は、製氷機構４２の製氷皿４２ａ内へ供給されて凍結し、氷となる。

図３に示すように、冷蔵室扉１２が閉じた状態で、貯氷室５０は、製氷室４０の下方に配置される。例えば、貯氷室５０の上面は開放されており、製氷室４０で生成された氷は、当該製氷室４０から落下して貯氷室５０に移される。貯氷室５０には、製氷室４０で生成された氷が保存される。

貯氷室５０の下面部には開口が形成されている。貯氷室５０の下面部の開口には、氷搬送路５１の上端部が接続されている。また、貯氷室５０の下面部には、上記の開口を開閉する第一仕切り５２が設けられている。

上記したように、氷搬送路５１の下端部は、ディスペンサ部６０の上部に通じている。ディスペンサ部６０の上部には、開口が形成されている。氷搬送路５１とディスペンサ部６０とは、この開口を介して通じている。そして、ディスペンサ部６０の上部には、この開口を開閉する第二仕切り５３が設けられている。

図３に示すように、ディスペンサ部６０は、飲料入り容器８０を設置可能に構成されている。飲料入り容器８０とは、飲料が入った容器である。本開示において、飲料には、例えば、冷水、コーヒーまたはスープ等が該当する。また、本開示において、容器には、コップだけでなく、おわん等も該当する。そして、容器には、紙製のもの、木製のもの、ガラス製のもの、陶磁器等、各種の材料のものが該当する。

ディスペンサ部６０の底面には、例えば、飲料入り容器８０の設置位置を示すマーキングが設けられていてもよい。また、例えば、ディスペンサ部６０の奥の壁面に接した状態で飲料入り容器８０を設置するように、冷蔵庫１の取扱説明書等に記載されていてもよい。ディスペンサ部６０における飲料入り容器８０の設置位置は、ディスペンサ部６０から飲料入り容器８０への氷の供給が適切に行われるように、設定される。

また、図３に示すように、本実施の形態の冷蔵庫１は、カメラ６１、測距センサ６２および赤外線センサ６３を備えている。カメラ６１、測距センサ６２および赤外線センサ６３は、ディスペンサ部６０に設けられている。

カメラ６１は、ディスペンサ部６０に設置された飲料入り容器８０を撮像可能に設置される。カメラ６１は、ディスペンサ部６０に設置された飲料入り容器８０を撮像する撮像手段の一例である。測距センサ６２は、ディスペンサ部６０に設置された飲料入り容器８０内の飲料の高さを検知可能に設置される。測距センサ６２は、例えば、超音波式の機器である。測距センサ６２は、ディスペンサ部６０に設置された飲料入り容器８０内の飲料の高さを検知する距離検知手段の一例である。赤外線センサ６３は、ディスペンサ部６０に設置された飲料入り容器８０内の飲料の温度を検知可能に設置される。赤外線センサ６３は、ディスペンサ部６０に設置された飲料入り容器８０内の飲料の温度を検知する温度検知手段の一例である。

図４は、実施の形態１の制御装置７０の機能を示すブロック図である。上記したように、操作パネル６は、制御装置７０に接続される。また、図４に示すように、カメラ６１、測距センサ６２、赤外線センサ６３および外気温センサ７も、制御装置７０に接続される。制御装置７０は、操作パネル６、カメラ６１、測距センサ６２、赤外線センサ６３および外気温センサ７から出力された各種の情報に応じて動作する。また、上記したように、制御装置７０は、各貯蔵室に設置された図示しないサーミスタにも接続されている。制御装置７０は、このサーミスタが検知した温度の情報に応じて動作する。

図４に示すように、制御装置７０は、第一仕切り５２および第二仕切り５３に接続される。制御装置７０は、第一仕切り５２および第二仕切り５３の動作を制御する。また、上記したように、制御装置７０は、図４においては図示を省略している風路５に設けられたダンパ、圧縮機２および送風機４にも接続されている。制御装置７０は、風路５に設けられたダンパ、圧縮機２および送風機４の動作を制御する。

本実施の形態において、操作パネル６は、使用者からの操作に応じてディスペンサ部６０から氷を吐出させるための信号を制御装置７０へ出力することができる。使用者は、飲料入り容器８０をディスペンサ部６０に設置した状態で操作パネル６を操作して、ディスペンサ部６０から氷を吐出させるための信号を制御装置７０へ出力させる。

制御装置７０は、ディスペンサ部６０から氷を吐出させるための信号が入力されると、第一仕切り５２を開く。この時、第二仕切り５３は閉じている。第一仕切り５２が開くことで、ある特定の量の氷が貯氷室５０から氷搬送路５１へ落下する。制御装置７０は、第一仕切り５２を一定時間開いた後に閉じる。第一仕切り５２が閉じた後に、制御装置７０は、第二仕切り５３を開く。これにより、ディスペンサ部６０から飲料入り容器８０へ向けて氷が吐出される。

なお、貯氷室５０からディスペンサ部６０までに設けられる仕切りは必ずしも２つでなくてもよい。貯氷室５０からディスペンサ部６０までに設けられる仕切りは、第一仕切り５２および第二仕切り５３のどちらか一方でもよい。

本実施の形態においては、貯氷室５０からディスペンサ部６０までに、第一仕切り５２と第二仕切り５３との両方が設けられている。第二仕切り５３は、第一仕切り５２が閉じてから開くように構成されている。これにより、貯氷室５０へ侵入する暖気の量を低減させることができる。

また、ディスペンサ部６０には、例えば、ディスペンサ部６０から氷を吐出させるためのスイッチが設けられていてもよい。制御装置７０は、飲料入り容器８０によってこのスイッチが押されると、第一仕切り５２および第二仕切り５３を順次開くように構成されていてもよい。

ディスペンサ部６０から吐出される氷の量は、第一仕切り５２および第二仕切り５３が開いている時間によって調整される。本実施の形態における第一仕切り５２および第二仕切り５３は、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量を調節する調節機構の一例である。なお、本開示に係る調節機構は、第一仕切り５２および第二仕切り５３以外にも、例えば、スクリューコンベヤのような機構として構成されていてもよい。調節機構は、任意の機構として構成することが可能である。

本実施の形態の制御装置７０は、図４に示すように、制御手段の一例として、仕切り制御部７０ａを有する。仕切り制御部７０ａは、調節機構の一例である第一仕切り５２および第二仕切り５３を制御する機能を有するものである。

また、制御装置７０は、設定温度を設定する飲料温度設定手段の一例として、飲料温度設定部７０ｂを有する。飲料温度設定部７０ｂは、ディスペンサ部６０から氷が供給された後の飲料入り容器８０内の飲料の温度の設定値を設定する機能を有するものである。この設定値を、本開示では設定温度とも称する。

本実施の形態において、使用者は、操作パネル６を操作することで、ディスペンサ部６０から氷が供給された後の飲料入り容器８０内の飲料の温度の目標値を設定することができる。この目標値を、本開示では「目標温度」とも称する。操作パネル６は、使用者からの操作に応じて目標温度を入力する飲料温度入力手段の一例である。飲料温度設定部７０ｂは、設定温度を、使用者が操作パネル６を操作することで入力した目標温度に設定する機能を有している。

また、制御装置７０は、図４に示すように、氷供給量設定手段の一例として、氷供給量設定部７０ｃを有している。氷供給量設定部７０ｃは、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量を設定する機能を有するものである。

より具体的には、氷供給量設定部７０ｃは、飲料入り容器８０に氷を入れた後の当該飲料入り容器８０内の飲料の温度が設定温度になるように、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量を設定する。そして、仕切り制御部７０ａは、この氷供給量設定部７０ｃによって設定された量の氷がディスペンサ部６０から吐出されるように、第一仕切り５２および第二仕切り５３を制御する。

また、制御装置７０は、図４に示すように、熱容量算出手段の一例として、熱容量算出部７０ｄを有している。熱容量算出部７０ｄは、飲料入り容器８０および当該飲料入り容器８０内の飲料の熱容量を算出する機能を有するものである。そして、氷供給量設定部７０ｃは、この熱容量算出部７０ｄによって算出された熱容量を用いて、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量を設定する。

熱容量算出部７０ｄは、撮像手段の一例であるカメラ６１と距離検知手段の一例である測距センサ６２と温度検知手段の一例である赤外線センサ６３とから出力された情報を用いて、熱容量の算出を行う。より具体的には、熱容量算出部７０ｄは、カメラ６１によって撮像された画像データによる画像認識の結果を用いて、熱容量の算出を行う。本実施の形態の制御装置７０は、カメラ６１によって撮像された画像データに基づいて画像認識を行う画像認識手段の一例として、画像認識部７０ｅを有している。

また、本実施の形態において、熱容量算出部７０ｄは、飲料入り容器８０の温度の推定値を用いて熱容量を算出する。制御装置７０は、飲料入り容器８０の温度を推定する推定手段の一例として、温度推定部７０ｆを有している。温度推定部７０ｆは、赤外線センサ６３の検知結果および外気温センサ７の検知結果から、飲料入り容器８０の温度を推定する。なお、熱容量算出部７０ｄによる熱容量の算出方法のより詳細な具体例は、後述する。

また、制御装置７０には、一例として、あらかじめ設定された情報等を保持する記憶部７０ｇおよび制御に必要な時間を計測するタイマ部７０ｈも設けられている。

図５は、実施の形態１の制御装置７０の機能を実現する構成の例を示す図である。制御手段の一例である制御装置７０の各機能は、例えば、図５に示すように、処理回路により実現される。処理回路は、専用ハードウェア７１であってもよい。処理回路は、プロセッサ７２およびメモリ７３を備えていてもよい。処理回路は、一部が専用ハードウェア７１として形成され、更にプロセッサ７２およびメモリ７３を備えていてもよい。図５は、処理回路の一部が専用ハードウェア７１として形成され、当該処理回路が更にプロセッサ７２およびメモリ７３を備えている場合の例を示している。

一部が少なくとも１つの専用ハードウェア７１である処理回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。

処理回路が少なくとも１つのプロセッサ７２および少なくとも１つのメモリ７３を備える場合、制御装置７０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ７３に格納される。プロセッサ７２は、メモリ７３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。

プロセッサ７２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはＤＳＰともいう。メモリ７３には、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭおよびＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、または磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクおよびＤＶＤ等が該当する。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、制御装置７０の各機能を実現することができる。

図６は、実施の形態１の冷蔵庫１の制御動作を示すフローチャートである。以下、図６を参照して、冷蔵庫１および制御装置７０の制御動作の具体例を説明する。熱容量算出部７０ｄによる熱容量の算出方法の具体例についても、以下で示す。

冷蔵庫１の使用者は、まず、飲料入り容器８０をディスペンサ部６０に設置する（ステップＳ１０１）。飲料入り容器８０をディスペンサ部６０に設置した使用者は、操作パネル６を操作して、目標温度の入力を行う。飲料温度設定部７０ｂは、設定温度を、この目標温度に設定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２で設定された設定温度を、以下では、Ｔ_{ｏｒｄｅｒ}とする。

次に、飲料入り容器８０の各種の情報の設定が行われる。具体的には、飲料入り容器８０の材質と厚みの情報の設定が行われる（ステップＳ１０３）。飲料入り容器８０の材質と厚みの情報の設定は、カメラ６１によって撮像された飲料入り容器８０の画像データおよび測距センサ６２の検知結果を用いて行われる。例えば、記憶部７０ｇには、予め、材質、高さおよび厚みが異なる多様の容器の画像データが記憶されている。画像認識部７０ｅは、カメラ６１によって撮像された飲料入り容器８０の画像データと記憶部７０ｇに予め記憶された画像データとを比較する画像認識を行い、飲料入り容器８０の材質を推定する。そして、飲料入り容器８０の材質のこの推定結果から、飲料入り容器８０の材質の情報が設定される。画像認識部７０ｅは、例えば、容器の色、透明度、および光沢などの情報から材質の推定を行う。画像認識部７０ｅによる画像認識には、例えば、ディープラーニング等が用いられる。

また、画像認識部７０ｅは、カメラ６１によって撮像された飲料入り容器８０の画像データおよび測距センサ６２によって検知された飲料の高さのデータとから、飲料入り容器８０の厚みを推定する。そして、飲料入り容器８０の厚みのこの推定結果から、飲料入り容器８０の厚みＤ_ｃｕｐの情報が設定される。

また、飲料入り容器８０内の飲料の各種の情報の設定が行われる。具体的には、飲料の高さと面積と温度との情報の設定が行われる（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４における各情報の設定には、赤外線センサ６３によって測定された飲料の温度のデータも用いられる。飲料の高さＨ_{ｄｒｉｎｋ}は、測距センサ６２によって検知された高さから飲料入り容器８０の厚みＤ_ｃｕｐを差し引いた値として設定される。また、飲料の水平面への投影面積Ａ_{ｄｒｉｎｋ}は、カメラ６１が撮像した画像データから、画像認識部７０ｅによって設定される。飲料の温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}は、赤外線センサ６３による測定結果から設定される。

次に、飲料入り容器８０の容器温度Ｔ_ｃｕｐ情報の設定が行われる（ステップＳ１０５）。飲料入り容器８０は、当該飲料入り容器８０内の飲料と外気との双方に接している。そこで、本実施の形態では、一例として、容器温度Ｔ_ｃｕｐは飲料と外気との中間温度であるとみなすこととする。容器温度Ｔ_ｃｕｐは、次の（１）式で示すように、冷蔵庫１周囲の外気温度Ｔ_ａｉｒの測定値と飲料の温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}との中間温度として推定される。冷蔵庫１周囲の外気温度Ｔ_ａｉｒは、外気温センサ７によって測定される。容器温度Ｔ_ｃｕｐの推定は、温度推定部７０ｆによって行われる。

次に、上記のステップＳ１０２からステップＳ１０３で設定された各種の情報から、飲料入り容器８０内の飲料の温度が設定温度になるように、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量として、体積Ｖ_ｉｃｅが設定される。ディスペンサ部６０から吐出される氷の体積Ｖ_ｉｃｅの設定は、氷供給量設定部７０ｃによって行われる。

より具体的には、飲料入り容器８０内の飲料の温度が設定温度になるために必要な、飲料入り容器８０および当該飲料入り容器８０内の飲料の冷却量Ｑ_{ｄｒｉｎｋ}＋Ｑ_ｃｕｐが算出されてから、体積Ｖ_ｉｃｅが算出される（ステップＳ１０６）。この体積Ｖ_ｉｃｅは、体積Ｖ_ｉｃｅの氷がすべて融解した場合に、飲料の温度がＴ_{ｏｒｄｅｒ}になるものとして算出される。

冷却量Ｑ_{ｄｒｉｎｋ}＋Ｑ_ｃｕｐおよびディスペンサ部６０から吐出される氷の体積Ｖ_ｉｃｅの算出は、一例として、以下の（２）式から（６）式によって行われる。なお、各式における記号は、それぞれ、ρは重量密度、πは円周率、Ａは面積、Ｃは熱容量、Ｃｐは比熱、Ｄは厚み、Ｈは高さ、Ｌは氷の融解時の潜熱、Ｔは温度、Ｑは熱量、そしてＶは体積を意味する。また、各添字は、それぞれ、ａｉｒは外気、ｃｕｐは飲料入り容器８０、ｄｒｉｎｋは飲料入り容器８０内の飲料、ｉｃｅは氷、ｏｒｄｅｒは設定値を意味している。本実施の形態において、熱容量算出部７０ｄは、１つの具体例として、以下の各式に示すようにして、飲料入り容器８０の熱容量Ｃ_ｃｕｐおよび当該飲料入り容器８０内の飲料の熱容量Ｃ_{ｄｒｉｎｋ}を算出する。

次に、上記のようにして算出および設定された体積Ｖ_ｉｃｅの氷がディスペンサ部６０から吐出されるために必要な時間として、第一仕切り５２および第二仕切り５３を開いておく時間Ｔｉｍｅ_ｏｐｅｎが算出される。この時間Ｔｉｍｅ_ｏｐｅｎは第一仕切り５２および第二仕切り５３が開閉する開口の大きさ、氷搬送路５１の設計寸法等に基づき、Ｖ_ｉｃｅを変数とした値として算出することが可能である（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７の処理は、例えば、仕切り制御部７０ａによって行われる。

上記のＴｉｍｅ_ｏｐｅｎが算出されると、仕切り制御部７０ａによって第一仕切り５２が開かれる（ステップＳ１０８）。これにより、貯氷室５０から氷搬送路５１へ氷が送られる。ステップＳ１０８で第一仕切り５２が開かれると、第一仕切り５２が開いてからの経過時間Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがタイマ部７０ｈによって計測される。仕切り制御部７０ａは、経過時間Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがＴｉｍｅ_ｏｐｅｎに達したか否か判定する（ステップＳ１０９）。

第一仕切り５２は、Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがＴｉｍｅ_ｏｐｅｎに達するまで開いた状態で維持される。第一仕切り５２が開いている間、貯氷室５０から氷搬送路５１へ氷が送られ続ける。仕切り制御部７０ａは、Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがＴｉｍｅ_ｏｐｅｎに達すると、第一仕切り５２を閉じる（ステップＳ１１０）。これにより、氷搬送路５１内に体積Ｖ_ｉｃｅの氷が溜まる。

ステップＳ１１０で第一仕切り５２を閉じた後、仕切り制御部７０ａは、第二仕切り５３を開く（ステップＳ１１１）。これにより、氷搬送路５１に溜まった氷がディスペンサ部６０から飲料入り容器８０へ吐出される。

ステップＳ１１１で第二仕切り５３が開かれると、第二仕切り５３が開いてからの経過時間Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがタイマ部７０ｈによって計測される。仕切り制御部７０ａは、経過時間Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがＴｉｍｅ_ｏｐｅｎに達したか否か判定する（ステップＳ１１２）。第二仕切り５３は、Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがＴｉｍｅ_ｏｐｅｎに達するまで開いた状態で維持される。第二仕切り５３が開いている間、ディスペンサ部６０から氷が吐出され続ける。仕切り制御部７０ａは、Ｔｉｍｅ_ｃｎｔがＴｉｍｅ_ｏｐｅｎに達すると、第二仕切り５３を閉じる（ステップＳ１１３）。これにより、ディスペンサ部６０からの氷の吐出が終了する。

なお、本実施の形態においては、一例として、第一仕切り５２を開いておく時間と第二仕切り５３を開いておく時間とを同じＴｉｍｅ_ｏｐｅｎとしているが、それぞれ異なっていてもよい。例えば、第二仕切り５３を開いておく時間は、氷搬送路５１に溜まった全ての氷が確実に吐き出されるように、第一仕切り５２を開いておく時間よりも長く設定されてもよい。

上記の実施の形態に係る冷蔵庫１は、カメラ６１と測距センサ６２と赤外線センサ６３とから出力された情報を用いて飲料入り容器８０の熱容量Ｃ_ｃｕｐおよび当該飲料入り容器８０内の飲料の熱容量Ｃ_{ｄｒｉｎｋ}を算出する熱容量算出部７０ｄを備えている。また、冷蔵庫１は、熱容量算出部７０ｄによって算出された飲料入り容器８０の熱容量Ｃ_ｃｕｐおよび当該飲料入り容器８０内の飲料の熱容量Ｃ_{ｄｒｉｎｋ}を用いて、飲料入り容器８０に氷を入れた後の飲料の温度が設定温度Ｔ_{ｏｒｄｅｒ}になるようにディスペンサ部６０から吐出される氷の体積Ｖ_ｉｃｅを設定する氷供給量設定部７０ｃを備えている。そして、冷蔵庫１は、氷供給量設定部７０ｃによって設定された体積Ｖ_ｉｃｅの氷がディスペンサ部６０から吐出されるように第一仕切り５２および第二仕切り５３を制御する仕切り制御部７０ａを備えている。上記のように構成された冷蔵庫１であれば、飲料入り容器８０の種類に依らずに、飲料入り容器８０内の飲料の温度を安定的に設定温度に到達させることが可能である。

家庭において、飲料の温度および量は多様である。すなわち、飲料の熱容量は多様である。また、飲料を入れる容器の種類も多様である。例えば、容量が５００ｍｌである紙コップと陶器製のコップとの間では、熱容量に３０倍近い差があることもある。また、容器の熱容量は、材質が同じであっても、その体積によっても変化する。上記のように構成された本実施の形態の冷蔵庫１によれば、飲料入り容器８０の材質および体積と、当該飲料入り容器８０内の飲料の温度および体積とに応じて、この飲料の温度を安定的に設定温度に到達させることが可能である。

また、上記の実施の形態に係る冷蔵庫１は、使用者からの操作に応じて目標温度を入力する操作パネル６を備えている。そして、冷蔵庫１は、設定温度を、操作パネル６によって入力された目標温度に設定する飲料温度設定部７０ｂを備えている。上記のように構成された冷蔵庫１であれば、使用者は、飲料入り容器８０内の飲料を、希望の温度に冷却することができる。

なお、本開示において、設定温度は、例えば、固定値として予め設定されるものであってもよい。設定温度の情報は、例えば、記憶部７０ｇに予め記憶されていてもよい。換言すると、本開示に係る冷蔵庫１には、飲料温度入力手段および飲料温度設定手段を備えていないものも含まれ得る。また、設定温度は、例えば、カメラ６１が撮像した画像データおよび赤外線センサ６３の測定データに基づいて、飲料の種類および温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}等に合わせて自動的に設定されてもよい。換言すると、本開示に係る冷蔵庫１には、飲料温度設定手段は備えているが飲料温度入力手段は備えていないものが含まれ得る。

上記の実施の形態においては、容器温度Ｔ_ｃｕｐは、飲料と外気との中間温度として推定されている。容器温度Ｔ_ｃｕｐは、例えば、赤外線センサ６３とは別に設けられたセンサ等によって実測されてもよい。また、容器温度Ｔ_ｃｕｐは、複眼式に構成された赤外線センサ６３とカメラ６１とを併用することで計測されてもよい。複眼式に構成された赤外線センサ６３は、カメラ６１が撮像した画像データから特定される飲料入り容器８０の縁位置の温度を検知可能に構成される。

また、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量は、上記の実施の形態で示した体積Ｖ_ｉｃｅと完全に一致していなくてもよい。例えば、ディスペンサ部６０は、体積Ｖ_ｉｃｅ以上の量の氷を吐出してもよい。これにより、飲料の温度を設定温度以下に低下させることができる。また、ディスペンサ部６０から吐出される氷の量は、例えば、外気温等の使用環境に基づいて補正されてもよい。

また、製氷機構４２は、第一寸法の氷および当該第一寸法より大きい第二寸法の氷を生成可能に構成されていてもよい。例えば、製氷機構４２には、複数種類の製氷皿４２ａが設けられる。そして、貯氷室５０は、製氷機構４２によって生成された第一寸法の氷と第二寸法の氷とを分けて貯めることができるように構成される。貯氷室５０には、例えば、第一寸法の氷が貯められる空間と第二寸法の氷が貯められる空間とを分ける仕切りが設けられる。

そして、貯氷室５０および第一仕切り５２は、第一寸法の氷と第二寸法との氷とを選択的に氷搬送路５１へ送ることができるように構成されてもよい。これにより、ディスペンサ部６０は、第一寸法の氷と第二寸法との氷とを選択的に吐出可能となる。

例えば、ディスペンサ部６０は、赤外線センサ６３が検知した温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}と設定温度との温度差に応じて、第一寸法の氷と第二寸法との氷とを選択的に吐出する。例えば、ディスペンサ部６０は、上記の温度差が予め設定された基準値より大きい場合には第一寸法の氷を吐出する。また、ディスペンサ部６０は、上記の温度差が予め設定された基準値より小さい場合には第二寸法の氷を吐出する。上記の基準値は、例えば、５Ｋから１０Ｋ程度の値として予め設定される。

飲料を急速に冷却したい場合には、集団全体の表面積が大きく融解速度が速い小さい氷の集団を利用するとよい。具体的には、例えば、温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}が９０℃で設定温度が６０℃の場合には、急いで冷やすことが必要であると考えられるため、小さい氷、すなわち第一寸法の氷がディスペンサ部６０から吐出されるとよい。

飲料の温度を長時間低温で維持したい場合には、集団全体の表面積が大きく融解速度が遅い大きい氷の集団を利用するとよい。例えば、温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}が冷蔵温度相当の３℃で設定温度が０℃等の場合には、使用者は飲料の温度を長時間低温で維持することを希望していると考えられるため、大きい氷、すなわち、第二寸法の氷がディスペンサ部６０から吐出されるとよい。

また、氷搬送路５１には、例えば、氷を破砕可能なブレード等によって構成された氷破砕機構が設けられてもよい。氷破砕機構は、赤外線センサ６３が検知した温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}と設定温度との温度差に応じて、駆動する。具体的には、氷破砕機構は、上記の温度差が予め設定された基準値より大きい場合には駆動して、上記の温度差が予め設定された基準値より小さい場合には停止する。これにより、赤外線センサ６３が検知した温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}と設定温度との温度差が大きい場合には、氷破砕機構によって破砕された細かい氷の集団がディスペンサ部６０から吐出可能となる。また、赤外線センサ６３が検知した温度Ｔ_{ｄｒｉｎｋ}と設定温度との温度差が小さい場合には、氷破砕機構によって破砕されていない大きな氷の集団がディスペンサ部６０から吐出可能となる。上記のように動作する氷破砕機構が設けられている場合にも、ディスペンサ部６０が第一寸法の氷と第二寸法との氷とを選択的に吐出可能となっている場合と同様の効果が得られる。

１ 冷蔵庫、 １ａ 断熱箱体、 ２ 圧縮機、 ３ 冷却器、 ４ 送風機、 ５ 風路、 ６ 操作パネル、 ７ 外気温センサ、 １０ 冷蔵室、 １１ チルド室、 １２ 冷蔵室扉、 ２０ 冷凍室、 ３０ 野菜室、 ４０ 製氷室、 ４１ 給水タンク、 ４２ 製氷機構、 ４２ａ 製氷皿、 ４３ 給水管、 ５０ 貯氷室、 ５１ 氷搬送路、 ５２ 第一仕切り、 ５３ 第二仕切り、 ６０ ディスペンサ部、 ６１ カメラ、 ６２ 測距センサ、 ６３ 赤外線センサ、 ７０ 制御装置、 ７０ａ 仕切り制御部、 ７０ｂ 飲料温度設定部、 ７０ｃ 氷供給量設定部、 ７０ｄ 熱容量算出部、 ７０ｅ 画像認識部、 ７０ｆ 温度推定部、 ７０ｇ 記憶部、 ７０ｈ タイマ部、 ７１ 専用ハードウェア、 ７２ プロセッサ、 ７３ メモリ、 ８０ 飲料入り容器

Claims (4)

1. 氷を生成する製氷機構と、
   前記製氷機構によって生成された氷を吐出するディスペンサ部と、
   前記ディスペンサ部から吐出される氷の量を調節する調節機構と、
   前記ディスペンサ部に設置された飲料入り容器を撮像する撮像手段と、
   前記飲料入り容器内の飲料の高さを検知する距離検知手段と、
   前記飲料入り容器内の前記飲料の温度を検知する温度検知手段と、
   前記撮像手段と前記距離検知手段と前記温度検知手段とから出力された情報を用いて、前記撮像手段から出力された情報から前記飲料入り容器の材質の情報を設定し、前記飲料入り容器および前記飲料の熱容量を算出する熱容量算出手段と、
   前記熱容量算出手段によって算出された前記熱容量を用いて、前記飲料入り容器に氷を入れた後の前記飲料の温度が設定温度になるように前記ディスペンサ部から吐出される氷の量を設定する氷供給量設定手段と、
   前記氷供給量設定手段によって設定された量の氷が前記ディスペンサ部から吐出されるように前記調節機構を制御する制御手段と、
   を備える冷蔵庫。
2. 使用者からの操作に応じて目標温度を入力する飲料温度入力手段と、
   前記設定温度を、前記飲料温度入力手段によって入力された前記目標温度に設定する飲料温度設定手段と、
   を更に備えた請求項１に記載の冷蔵庫。
3. 前記製氷機構は、第一寸法の氷および当該第一寸法より大きい第二寸法の氷を生成可能であり、
   前記ディスペンサ部は、前記温度検知手段によって検知された温度と前記設定温度との温度差が予め設定された基準値より大きい場合には前記第一寸法の氷を吐出し、当該温度差が当該基準値よりも小さい場合には前記第二寸法の氷を吐出する請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。
4. 前記製氷機構と前記ディスペンサ部との間に設けられた氷破砕機構を備え、
   前記氷破砕機構は、前記温度検知手段によって検知された温度と前記設定温度との温度差が予め設定された基準値より大きい場合に駆動し、当該温度差が当該基準値よりも小さい場合には停止する請求項１または請求項２に記載の冷蔵庫。

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