特開 2023-57842 冷蔵庫

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023057842

(43)【公開日】2023-04-24

(54)【発明の名称】冷蔵庫

(51)【国際特許分類】

   F25D 23/12 20060101AFI20230417BHJP

   H05B 6/54 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

F25D23/12 S

H05B6/54

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021167543

(22)【出願日】2021-10-12

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(72)【発明者】

【氏名】森 貴代志

(72)【発明者】

【氏名】南部 桂

(72)【発明者】

【氏名】米野 範幸

【テーマコード（参考）】

3K090

【Ｆターム（参考）】

3K090AA12

3K090AB03

3K090BA05

(57)【要約】

【課題】食品を誘電加熱する冷蔵庫の加熱空間から外部への交番電界の漏出を抑制する。
【解決手段】冷蔵庫は、開口部４４ｃを前側に備え、金属材料から作製されたシールドケース４４と、シールドケース４４内に配置された平板状の第１の電極４８と、第１の電極４８に間隔をあけて対向するようにシールドケース４４内に配置され、第１の電極４８との間に食品を誘電加熱する加熱空間ＨＺを形成し、且つグランドに接続された平板状の第２の電極５０と、第１の電極４８と第２の電極５０との間に印加する交流電圧を発生させる発振部とを有する。第１の電極４８と第２の電極５０との対向方向距離Ｄ、発振部の出力電力Ｗ、発振部の出力インピーダンスＺ、および第２の電極５０の前端５０ａからシールドケース４４の開口部４４ｃまでの距離Ｄ１が、

を満足する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部と外部とを連通する開口部を前側に備え、金属材料から作製されたシールドケースと、
前記シールドケース内に配置された平板状の第１の電極と、
前記第１の電極に間隔をあけて対向するように前記シールドケース内に配置され、前記第１の電極との間に食品を誘電加熱する加熱空間を形成し、且つグランドに接続された平板状の第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する交流電圧を発生させる発振部と、を有し、
前記第１の電極と前記第２の電極との対向方向距離Ｄ、前記発振部の出力電力Ｗ、前記発振部の出力インピーダンスＺ、および前記第２の電極の前端から前記シールドケースの前記開口部までの距離Ｄ１が、

【数1】

を満足する、冷蔵庫。

【請求項2】

前記第１の電極の前端が、前記第２の電極の前端に比べて、前記シールドケースの前記開口部から離れている、請求項１に記載の冷蔵庫。

【請求項3】

前記対向方向距離Ｄ、前記出力電力Ｗ、前記インピーダンスＺ、および前記第２の電極の側端から前記シールドケースの内壁面までの距離Ｄ２が、

【数2】

を満足する、請求項１または２に記載の冷蔵庫。

【請求項4】

前記第１の電極の側端が、前記第２の電極の側端に比べて、前記シールドケースの内壁面から離れている、請求項３に記載の冷蔵庫。

【請求項5】

前記加熱空間が、食品を冷凍する冷凍室の少なくとも一部である、請求項１から４のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、食品を誘電加熱することが可能な冷蔵庫に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、冷凍状態の食品を解凍可能な冷凍庫が開示されている。特許文献１の冷凍庫は、解凍対象の食品が収容され、その収容された食品を高周波加熱（誘電加熱）する高周波加熱室を有する。高周波加熱室は冷凍室の冷気を導入可能に構成されている。これにより、解凍に使用しない場合、高周波加熱室は冷凍室として使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－１４７９１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のように食品を誘電加熱する場合、その誘電加熱に使用される交番電界の外部への漏出を抑制する必要がある。

【0005】

そこで、本発明は、食品を誘電加熱する冷蔵庫の加熱空間から外部への交番電界の漏出を抑制することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る一態様によれば、
内部と外部とを連通する開口部を前側に備え、金属材料から作製されたシールドケースと、
前記シールドケース内に配置された平板状の第１の電極と、
前記第１の電極に間隔をあけて対向するように前記シールドケース内に配置され、前記第１の電極との間に食品を誘電加熱する加熱空間を形成し、且つグランドに接続された平板状の第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する交流電圧を発生させる発振部と、を有し、
前記第１の電極と前記第２の電極との対向方向距離Ｄ、前記発振部の出力電力Ｗ、前記発振部の出力インピーダンスＺ、および前記第２の電極の前端から前記シールドケースの前記開口部までの距離Ｄ１が、

【数1】

を満足する、冷蔵庫が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、食品を誘電加熱する冷蔵庫の加熱空間から外部への交番電界の漏出を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施の形態に係る冷蔵庫の縦断面図

【図2】冷蔵庫の制御系を示すブロック図

【図3】加熱モジュールの斜視図

【図4】加熱モジュールの断面図

【図5】図４に示すＡ－Ａ線に沿った加熱モジュールの断面図

【図6】加熱モジュールの制御系を示すブロック図

【図7A】交番電界の前後方向の拡がりのシミュレーション結果を示す図

【図7B】交番電界の左右方向の拡がりのシミュレーション結果を示す図

【図8】本発明の別の実施の形態に係る冷蔵庫の一部分の縦断面図

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の一態様に係る冷蔵庫は、内部と外部とを連通する開口部を前側に備え、金属材料から作製されたシールドケースと、前記シールドケース内に配置された平板状の第１の電極と、前記第１の電極に間隔をあけて対向するように前記シールドケース内に配置され、前記第１の電極との間に食品を誘電加熱する加熱空間を形成し、且つグランドに接続された平板状の第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する交流電圧を発生させる発振部と、を有し、前記第１の電極と前記第２の電極との対向方向距離Ｄ、前記発振部の出力電力Ｗ、前記発振部の出力インピーダンスＺ、および前記第２の電極の前端から前記シールドケースの前記開口部までの距離Ｄ１が、

【数2】

を満足する。

【0010】

このような態様によれば、食品を誘電加熱する冷蔵庫の加熱空間から外部への交番電界の漏出を抑制することができる。

【0011】

例えば、前記第１の電極の前端が、前記第２の電極の前端に比べて、前記シールドケースの前記開口部から離れていてもよい。これにより、交番電界の外部への漏出をより抑制することができる。

【0012】

例えば、前記対向方向距離Ｄ、前記出力電力Ｗ、前記インピーダンスＺ、および前記第２の電極の側端から前記シールドケースの内壁面までの距離Ｄ２が、

【数3】

を満足する。これにより、第２の電極の側端とシールドケースの内壁面との間に容量が形成されることが抑制される。その結果、食品の誘電加熱効率が向上する。

【0013】

例えば、前記第１の電極の側端が、前記第２の電極の側端に比べて、前記シールドケースの内壁面から離れていてもよい。これにより、第１の電極の側端とシールドケースの内壁面との間に容量が形成されることが抑制される。その結果、食品の誘電加熱効率が向上する。

【0014】

例えば、前記加熱空間が、食品を冷凍する冷凍室の少なくとも一部であってもよい。これにより、冷凍保存されている食品をそのまま解凍することができる。

【0015】

以下、本発明の一実施の形態に係る冷蔵庫について、図面を参照しながら説明する。

【0016】

図１は、本実施の形態１の冷蔵庫の縦断面図である。図１において、左側が冷蔵庫の前側であり、右側が冷蔵庫の後側である。また、図２は、冷蔵庫の制御系を示すブロック図である。なお、図面に示すＸ－Ｙ－Ｚ直交座標系は、本発明に係る実施の形態の理解を容易にするためのものであって、実施の形態を限定するものではない。Ｘ軸方向は冷蔵庫１０の前後方向（奥行方向）を示し、Ｙ軸方向は左右方向（幅方向）を示し、Ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）を示している。

【0017】

図１に示すように、冷蔵庫１０は、本体１２を備える。本体１２は、金属材料から作製されて冷蔵庫１０の外側表面を構成する外側筐体１４と、例えばＡＢＳなどの樹脂材料から作製されて冷蔵庫１０の内側表面を構成する内側筐体１６と、外側筐体１４と内側筐体１６との間の空間に充填された、例えば硬質発泡ウレタンなどの断熱材１８とから構成されている。

【0018】

冷蔵庫１０の本体１２は、食品（食材、食材の加工品など）を貯蔵する複数の収容室を備える。本実施の形態の場合、収容室として、一番上から、冷蔵室１２ａ、冷凍／解凍室１２ｂ、冷凍室１２ｃ、および野菜室１２ｄを備える。なお、本実施の形態の場合、冷凍／解凍室１２ｂと冷凍室１２ｃは、互いに連絡している。

【0019】

冷蔵室１２ａは、食品が凍らない温度帯、例えば１℃～５℃の温度帯で維持される空間である。また、冷凍／解凍室１２ｂと冷凍室１２ｃは、食品が凍る温度帯、例えば－２２℃～－１５℃の温度帯で維持される空間である。冷凍／解凍室１２ｂは、詳細は後述するが、食品を冷凍するだけではなく、食品を加熱することができる、例えば冷凍状態の食品を解凍することができる。そして、野菜室１２ｄは、冷蔵室１２ａの温度帯に比べて同等またはそれ以上の温度帯、例えば２℃～７℃の温度帯で維持される空間である。なお、これらの空間以外にも、－１℃や－３℃の半凍結空間を、冷蔵庫１０は備えてもよい。

【0020】

本実施の形態の場合、冷蔵庫１０の本体１２の上部に、機械室１２ｅが設けられている。機械室８には、冷蔵庫１０の冷凍サイクルを構成し、その冷凍サイクルの冷媒を循環させる圧縮機２０などが収容されている。なお、これに代わって、機械室１２ｅは、冷蔵庫１０の本体１２の下部に設けることも可能である。

【0021】

本実施の形態の場合、冷凍室１２ｃと野菜室１２ｄの背面側には、冷却室１２ｆが設けられている。その冷却室１２ｆ内には、冷蔵庫１０の冷凍サイクルを構成し、冷媒が通過する冷却器２２が配置されている。また、冷却器２２によって冷却された冷却室１２ｆの空気（冷気）を、冷蔵室１２ａ、冷凍／解凍室１２ｂ、冷凍室１２ｃ、および野菜室１２ｄに向かって送風する冷却ファン２４が冷却室１２ｆに設けられている。

【0022】

本実施の形態の場合、冷蔵庫１０には、３つの扉１２ｇ～１２ｉが設けられている。扉１２ｇは、開閉可能であって、冷蔵室１２ａと外部とを連絡するまたは分断する。また、扉１２ｈは、開閉可能であって、冷凍／解凍室１２ｂおよび冷凍室１２ｃと外部とを連絡するまたは分断する。そして、扉１２ｉは、開閉可能であって、野菜室１２ｄと外部とを連絡するまたは分断する。

【0023】

さらに、図２に示すように、各室１２ａ～１２ｄに流入する冷気流量を制御するダンパー２６Ａ～２６Cが、各室１２ａ～１２ｄと冷却ファン２４との間の流路に配置されている（図１には、ダンパー２６Ｂのみが示されている）。ダンパー２６Ｂは、冷凍／解凍室１２ｂと冷却ファン２４との間の流路に配置されている。冷気は、冷凍／解凍室１２ｂを通過して冷凍室１２ｃに流入する。

【0024】

さらにまた、冷蔵庫１０は、図２に示すように、冷蔵室１２ａ、冷凍／解凍室１２ｂ、冷凍室１２ｃ、および野菜室１２ｄそれぞれの内部温度を測定する温度センサ２８Ａ～２８Ｃを備える。

【0025】

図２に示すように、冷蔵庫１０の制御部３０が、複数の温度センサ２８Ａ～２８Ｃの測定結果に基づいて、冷却制御を実行する、すなわち圧縮機２０の出力制御、冷却ファン２４の回転数制御、およびダンパー２６Ａ～２６Ｃそれぞれの開閉制御を実行することにより、冷蔵室１２ａ、冷凍／解凍室１２ｂ、冷凍室１２ｃ、および野菜室１２ｄ内の温度が適切に維持される。制御部３０は、例えば、機械室１２ｅに配置されてＣＰＵなどのプロセッサ、プログラムなどを記憶するメモリなどの記憶装置、および回路を備えた制御基板である。記憶装置に記憶されているプログラムにしたがい、プロセッサが、圧縮機２０、冷却ファン２４、およびダンパー２６Ａ～２６Ｃを制御する。

【0026】

また、冷蔵庫１０は、図１に示すように、複数の扉１２ｇ～１２ｉの開閉状態をそれぞれ検出する扉開閉センサ３２Ａ～３２Ｃを備える。扉開閉センサ３２Ａ～３２Cは、例えば、扉１２ｇ～１２ｉと接触することによって閉じた状態の扉１２ｇ～１２ｉを検出するスイッチである。扉開閉センサ３２Ａ～３２Ｃは、扉１２ｇ～１２ｉの内面と接触することができる冷蔵庫１０の本体１２上の位置に設けられている。また、扉開閉センサ３２Ａ～３２Ｃの検出信号は、制御部３０に送信される。制御部３０は、例えば、扉開閉センサ３２Ａ～３２Ｃからの検出信号に基づいて、冷蔵室１２ａ、冷凍／解凍室１２ｂ、冷凍室１２ｃ、野菜室１２ｄそれぞれに設けられた照明装置（図示せず）をＯＮ／ＯＦＦ制御する。なお、スイッチは、メカニカルスイッチでもよく、また、ホールセンサなどの磁気センサ、すなわち非接触式スイッチであってもよい。ホールセンサ、ＭＲセンサ、リードスイッチなどの磁気センサには、メカニカルスイッチに比べて小型化しやすく、また突起がないために冷蔵庫１０の意匠性を損なわないメリットがある。

【0027】

図２に示すように、本実施の形態の場合、冷蔵庫１０は、ユーザが冷蔵庫１０を操作するためのユーザインターフェース３４を備える。ユーザインターフェース３４は、冷蔵庫１０に組み込まれたタッチパネルなどでもよく、および／またはユーザの携帯端末であってもよい。ユーザインターフェース３４が携帯端末である場合、冷蔵庫１０を操作するためのソフトウェア（アプリケーション）が携帯端末にインストールされる。

【0028】

ユーザインターフェース３４は、例えば、扉開閉センサ３２Ａ～３２Ｃのいずれかが対応する扉１２ｇ～１２ｉが所定の時間開いた状態を検出すると、ユーザに扉が開いた状態であることを通知する。また、ユーザインターフェース３４は、冷凍／解凍室１２ｂで解凍を行うときにユーザに使用される。ここからは、この冷凍／解凍室１２ｂの詳細について説明する。

【0029】

図３は、加熱モジュールの斜視図である。また、図４は、加熱モジュールの断面図である、さらに、図５は、図４に示すＡ－Ａ線に沿った加熱モジュールの断面図である。そして、図６は、加熱モジュールの制御系を示すブロック図である。

【0030】

本実施の形態の場合、図３～図５に示す加熱モジュール４０は、冷凍された食品を加熱するモジュールであって、冷蔵庫１０に組み込まれる。冷凍／解凍室１２ｂは、加熱モジュール４０内に設けられている。加熱モジュール４０は、詳細は後述するが、冷凍／解凍室１２ｂ内に交番電界を発生させ、その交番電界によって食品を誘電加熱するように構成されている。

【0031】

図３～図５に示すように、加熱モジュール４０は、直方体形状であって、インナーケース４２と、インナーケース４２を格納するシールドケース４４とを備える二重壁構造体である。シールドケース４４は、加熱モジュール４０の筐体として機能する。インナーケース４２は、食品が収容される収容室、すなわち冷凍／解凍室１２ｂを画定している。

【0032】

インナーケース４２は、樹脂などの絶縁材料から作製され、内部と外部とを連通する開口部が前側に設けられた直方体形状の箱体である。シールドケース４４は、金属材料から構成され、例えばアルミなどの金属材料から作製される。また、シールドケース４４は、内部と外部とを連通する開口部が前側に設けられた直方体状の箱体であって、その内部にインナーケース４２を格納する。

【0033】

本実施の形態の場合、図３に示すように、加熱モジュール４０は、冷凍／解凍室１２ｂに前後方向（Ｘ軸方向）に出し入れされ、食品を収容する引き出し４６を備える。引き出し４６は、樹脂材料から作製されている。また、図５に示すように、出し入れの際に引き出し４６を前後方向（Ｘ軸方向）にガイドするガイドレール４７が、インナーケース４２の内壁面４２ａに設けられている。このような引き出し４６により、冷凍／解凍室１２ｂから食品を出し入れしやすくなる。

【0034】

また、冷凍／解凍室１２ｂ内の食品を冷凍できるように、加熱モジュール４０のインナーケース４２およびシールドケース４４は、冷凍／解凍室１２ｂに連通する複数の通気穴４２ｂ、４４ａを備える。ダンパー２６Ｂを通過した冷気は、これらの通気穴４２ｂ、４４ａを介して、冷凍／解凍室１２ｂ内に流入する。これにより、加熱モジュール４０内、すなわち冷凍／解凍室１２ｂ内の食品を冷凍することができる。

【0035】

冷凍／解凍室１２ｂ内の食品を誘電加熱するために、例えば冷凍状態の食品を解凍するために、加熱モジュール４０は、第１の電極４８と第２の電極５０とを備える。

【0036】

図４および図５に示すように、第１の電極４８と第２の電極５０は、平板状の部材であって、金属材料から作製されている。また、第１の電極４８と第２の電極５０は、間隔をあけて対向するようにシールドケース４４内に配置されている。本実施の形態の場合、第１の電極４８と第２の電極５０は、上下方向（Ｚ軸方向）に対向し、互いに対して平行である。間隔をあけて互いに対向する第１の電極４８と第２の電極５０は、その間に、食品を誘電加熱するための加熱空間ＨＺを形成する。これらの第１の電極４８と第２の電極５０との間の加熱空間ＨＺに対して、引き出し４６が出し入れ可能に加熱モジュール４０に設けられている。

【0037】

本実施の形態の場合、第１の電極４８は、インナーケース４２の天板部４２ｃとシールドケース４４の天板部４４ｂとの間に配置されている。シールドケース４４と第１の電極４８との間には、スペース（すなわち空気層）が設けられている。

【0038】

本実施の形態の場合、第２の電極５０は、インナーケース４２の底板部４２ｄ上に配置されている。

【0039】

第１の電極４８と第２の電極５０との間に加熱空間ＨＺを形成するために、図６に示すように、冷蔵庫１０は、第１の電極４８と第２の電極５０との間に印加させる交流電圧を発生させる発振部５２を備える。発振部５２は、例えば、冷蔵庫１０の機械室１２ｅに配置された発振回路基板であって、第１の電極４８と第２の電極５０とに電気的に接続されている。発振部５２は、商用電源に接続された冷蔵庫１０の電源部５４からの交流電圧を変換し、その変換した交流電圧を第１の電極４８と第２の電極５０との間に印加する。第１の電極４８と第２の電極５０との間には、所定のＶＨＦ帯の周波数、例えば４０．６８ＭＨｚの交流電圧が印加される。

【0040】

発振部５２が第１の電極４８と第２の電極５０との間に交流電圧を印加すると、シールドケース４４（冷凍／加熱室１２ｂ）内に、交番電界が発生する。この交番電界により、引き出し４６に収容され、第１の電極４８と第２の電極５０との間に配置されている加熱対象の食品、すなわち加熱空間ＨＺ内に配置されている食品が誘電加熱される。その結果、その食品が誘電加熱される。

【0041】

本実施の形態の場合、図６に示すように、冷蔵庫１０は、第１の電極４８と第２の電極５０との間のインピーダンスを整合する整合回路５６を備える。整合回路５６は、例えば、加熱モジュール４０に収容にされた回路基板である。整合回路５６は、第１の電極４８と第２の電極５０とに電気的に接続されている。本実施の形態の場合、第２の電極５０はグランドに接続されている。

【0042】

整合回路５６の役割について説明する。冷凍状態の食品の解凍が進むと、その食品内の水分子が増加する。水分子が増加すると、第１の電極４８と第２の電極５０との間のインピーダンスが適正値から変化し、反射率が増加する。なお、反射率は、発振部５２から出力された入射波に対する発振部５２に戻る反射波の割合である。反射率が増加すると、食品の誘電加熱の効率が低下する。整合回路５６は、第１の電極４８と第２の電極５０との間のインピーダンスを適正値に維持するために設けられている。

【0043】

具体的には、図６に示すように、整合回路５６が第１の電極４８と第２の電極５０との間のインピーダンスを適正値に維持するために、冷蔵庫１０は、反射波検出回路５８を備える。反射波検出回路５８は、例えば、冷蔵庫１０の機械室１２ｅに配置された基板上に設けられている。制御部３０が、発振部５２から出力された入射波と反射波検出回路５８によって検出された反射波とに基づいて反射率を算出する。その算出された反射率に基づいて、制御部３０は、第１の電極４８と第２の電極５０との間のインピーダンスを適正値になるように整合回路５６を制御する。

【0044】

ユーザが、加熱対象の食品を冷凍／解凍室１２ｂの加熱空間ＨＺに配置し、ユーザインターフェース３４に対して加熱指示を行うと、制御部３０が、交流電圧を発生させる加熱開始信号を発振部５２に出力し、発振部５２に交流電圧を発生させる。それにより、第１の電極４８と第２の電極５０との間に交流電圧が印加され、シールドケース４４（冷凍／解凍室１２ｂ）内に交番電界が発生し、その交番電界によって食品が誘電加熱される。

【0045】

加熱空間ＨＺでの食品の加熱中、冷凍／解凍室１２ｂ内には交番電界が発生している。このとき、シールドケース４４が、交番電界をシールドし、交番電界のシールドケース４４（冷凍／解凍室１２ｂ）の外部への漏出を抑制する。なお、シールドケース４４の前側の開口部４４ｃを介する交番電界の漏出を抑制するために、図１に示すように、扉１２ｈには、シールドケース４４の開口部４４ｃを覆う金属製のシールドプレート１２ｊが設けられている。

【0046】

また、扉１２ｈが完全に閉じておらず、そのために交番電界が外部に漏出しうる場合、発振部５２による第１の電極４８と第２の電極５０との間の交流電圧の印加が禁止されている。すなわち、扉開閉センサ３２Ｂが閉じた状態の扉１２ｈを検出しているときのみ、発振部５２は、交流電圧を発生することが可能にされている。本実施の形態の場合、制御部３０は、ユーザインターフェース３４を介してユーザの解凍指示を受けたとき、扉開閉センサ３２Ｂが閉じた状態の扉１２ｈを検出している状態であれば、発振部５２に対して加熱開始信号を出力する。その一方、ユーザの解凍指示を受けたとき、扉開閉センサ３２Ｂが閉じた状態の扉１２ｈを検出していない状態であれば、制御部３０は、加熱開始信号を発振部５２に出力せず、ユーザインターフェース３４を介してユーザに扉１２ｈを閉じるように通知する。

【0047】

さらに、本実施の形態の場合、発振部５２の交流電圧の発生中（すなわち食品の誘電加熱中）、扉１２ｈが開くと、すなわち扉開閉センサ３２Ｂが閉じた状態の扉１２ｈを検出できなくなると、交流電圧を発生中の発振部５２が、その交流電圧の発生を停止する。本実施の形態の場合、制御部３０が加熱停止信号を発振部５２に出力し、それにより発振部５２が交流電圧の発生を停止する。

【0048】

このような扉１２ｈの開閉状態に基づく発振部５２の交流電圧発生制御により、交番電界がシールドケース４４（冷凍／解凍室１２ｂ）の外部に漏出することが抑制される。また、本実施の形態の場合、扉開閉センサ３２Ｂが扉１２ｈと接触することによって閉じた状態の扉１２ｈを検出するスイッチであって且つシールドケース４４の外部に位置するため、シールドケース４４内で発生する交番電界の影響を受けにくい。その結果、交番電界のシールドケース４４の外部への漏出が確実に抑制される。

【0049】

加えて、本実施の形態の場合、図４に示すように、加熱モジュール４０は、引き出し４６を検出する引き出し検出センサ６０をさらに有する。具体的には、引き出し検出センサ６０は、第１の電極４８と第２の電極５０との間の所定の位置に引き出し４６が存在しているときに、その引き出し４６を検出する。ここで言う「所定の位置」とは、引き出し４６に収容されている加熱対象の食品が第１の電極４８と第２の電極５０との間の加熱空間ＨＺに配置されるときの引き出し４６の位置を言う。なお、そのために、図３に示すように、引き出し４６の底面４６ａには、加熱対象の食品の載置位置をユーザに提示するマーカー４６ｂが設けられている。すなわち、マーカー４６ｂ上に加熱対象の食品を載置し、引き出し４６が所定の位置に配置されると、加熱対象の食品が第１の電極４８と第２の電極５０との間の加熱空間ＨＺに配置されて適切に誘電加熱される。

【0050】

本実施の形態の場合、引き出し検出センサ６０は、図３および図４に示すように、インナーケース４２の開口縁４２ｅに設けられ、引き出し４６の前端４６ｃと接触するメカニカルセンサである。その結果として、引き出し検出センサ６０は、冷凍／解凍室１２ｂの外部、すなわちシールドケース４４の外部に設けられている。これにより、引き出し検出センサ６０は、確実に引き出し４６を検出することができる。

【0051】

これと異なり、冷凍／解凍室１２ｂ、すなわち交番電界が発生するシールドケース４４の内部に引き出し検出センサ６０が設けられた場合、引き出しセンサ６０は、引き出し４６を誤検出する可能性がある。例えば、引き出しセンサ６０が、磁界を検出するホールセンサの場合、シールドケース４４の内部に発生する交番電界（磁界）によって誤動作する可能性がある。また例えば、引き出しセンサ６０がメカニカルセンサである場合、引き出し検出センサ６０の接触面と引き出し４６の接触面が氷を介して互いに貼り付く可能性がある。また、引き出し検出センサ６０の可動部品が凍って適切に移動できなくなる可能性がある。したがって、引き出し検出センサ６０は、冷凍／解凍室１２ｂの電波照射空間の外部、すなわち第１の電極４８と第２の電極５０の間の空間の外部に設けられている。

【0052】

本実施の形態の場合、引き出し検出センサ６０が所定の位置に存在する引き出し４６を検出しているときのみ、発振部５２は、交流電圧を発生することが可能にされている。本実施の形態の場合、引き出し検出センサ６０は発振部５２に電気的に接続されている。発振部５２は、引き出し４６が所定の位置に存在することを示す検出信号を引き出し検出センサ６０から受信している間は交流電圧が発生可能な状態で待機する。そして、制御部３０から加熱開始信号を受信すると、待機状態の発振部５２は交流電圧の発生を開始する。一方、引き出し検出センサ６０から検出信号を受信していない間は、制御部３０から加熱開始信号を受信しても、発振部５２は交流電圧を発生しない。

【0053】

したがって、本実施の形態においては、扉開閉センサ３２Ｂが閉じた状態の扉１２ｈを検出している状態であって、且つ、引き出し検出センサ６０が所定の位置に存在する引き出し４６を検出している状態であるとき、発振部３２は、第１の電極４８と第２の電極５０との間に印加する交流電圧を発生させる。これにより、扉１２ｈが閉じた状態であっても、引き出し４６が所定の位置に存在せず、それにより加熱対象の食品が第１の電極４８と第２の電極５０との間の加熱空間ＨＺに適切に配置されていないときには、誘電加熱の開始が抑制される。その結果、食品の解凍不足や無駄な電力消費が抑制される。

【0054】

発振部５２の交流電圧の発生中（すなわち食品の誘電加熱中）、引き出し４６が所定の位置から引き出されると、すなわち引き出し検出センサ６０が所定の位置に存在する引き出し４６を検出できなくなると、交流電圧を発生中の発振部５２が、その交流電圧の発生を停止する。本実施の形態の場合、引き出し検出センサ６０からの検出信号を受信できなくなると、発振部５２が交流電圧の発生を停止する。

【0055】

本実施の形態の場合、発振部５２の交流電圧の発生中（すなわち食品の誘電加熱中）、引き出し４６を所定の位置から引き出すためには、まず扉１２ｈを開ける必要がある。したがって、扉１２ｈを開けた時点で、扉開閉センサ３２Ｂが閉じた状態の扉１２ｈを検出できずに、発振部５２が交流電圧の発生を停止する。

【0056】

しかしながら、扉１２ｈが開いた状態であるにもかかわらず、何らかの原因で、例えば扉開閉センサ３２Ｂの誤検出などで、発振部５２が交流電圧を発生する場合がある。この場合、引き出し４６が所定の位置から引き出され、それにより引き出し検出センサ６０が所定の位置に存在する引き出し４６を検出できなくなると、発振部５２が交流電圧の発生を停止する。

【0057】

なお、図４に示すように、引き出し検出センサ６０は、冷凍／解凍室１２ｂの外部、すなわちインナーケース４２の開口縁４２ｅに設けられ、引き出し４６の前端４６ｃを検出する（接触する）。引き出し検出センサ６０は、インナーケース４２の開口縁４２ｅ以外の位置に設けることも可能である。すなわち、引き出し検出センサ６０は、所定の位置に配置された引き出し４６を検出できる位置にあればよい。ただし、引き出し検出センサ６０自体およびそのセンサから延在する信号線などの配線がシールドケース４４内に発生する交番電界から大きな影響を受けない位置に、引き出し検出センサ６０を配置するのが好ましい。それにより、交番電界によって引き出し検出センサ６０が誤動作することが抑制される。

【0058】

交番電界の影響に関して、図１に示すように、扉開閉センサ３２Ｂ、制御部３０、および発振部５２は、交番電界が発生する加熱モジュール４０のシールドケース４４の外部に位置するので、シールドケース４４内に発生する交番電界の影響を受けにくい。それにより、扉開閉センサ３２Ｂ、制御部３０、および発振部５２が、交番電界によって誤動作することが抑制されている。

【0059】

さらに言えば、扉１２ｈが開いた状態であるにもかかわらず、且つ、引き出し４６が所定の位置に存在しないにもかかわらず、何らかの原因で発振部５２が交流電圧を発生する可能性がある。それによるシールドケース４４（冷凍室／加熱室１２ｂ）の外部への交番電界の漏出を抑制するために、第１の電極４８と第２の電極５０のシールドケース４４内における位置が規定されている。具体的には、図４に示すように、第２の電極５０の前端５０ａからシールドケース４４の開口部４４ｃまでの距離Ｄ１が規定されている。この距離Ｄ１について具体的に説明する。

【0060】

図７Ａは、交番電界の前後方向の拡がりのシミュレーション結果を示す図である。また、図７Ｂは、交番電界の左右方向の拡がりのシミュレーション結果を示す図である。

【0061】

図７Ａに示すように、第１の電極４８と第２の電極５０との間に印加された交流電圧によって発生する交番電界は、シールドケース４４内を前後方向（Ｘ軸方向）に拡がる。また、図７Ｂ示すように、第１の電極４８と第２の電極５０との間に印加された交流電圧によって発生する交番電界は、シールドケース４４内を左右方向（Ｙ軸方向）に拡がる。

【0062】

第１の電極４８と第２の電極５０との間に発生する交番電界の電界強度Ｅ［Ｖ／ｍｍ］は、数式１に示すように、第１の電極４８と第２の電極５０との間の電圧Ｖ［Ｖ］と、第１の電極４８と第２の電極５０との間の対向方向（Ｚ軸方向）の距離Ｄ［ｍｍ］とで簡略的に表すことができる。

【数4】

【0063】

電圧Ｖは、発振部５２の出力電力Ｗ［ｗ］と、インピーダンスＺ［Ω］で、数式２のように表すことができる。インピーダンスＺは、整合回路５６で調節すべき目標のインピーダンス値であって、固定値である。発振部５２の出力インピーダンスと整合回路５６によって調節したインピーダンスＺとを等しくすることにより、電波の反射を抑制することができる。例えば、インピーダンスＺは、一般的に、５０Ωである。

【数5】

【0064】

したがって、電界強度Ｅを、数式３のように表すことができる。

【数6】

【0065】

発明者は、第１の電極４８と第２の電極５０との間に交流電圧を印加することによって発生する交番電界の開口部４４ｃを介するシールドケース４４の外部への漏出を抑制する条件式として、数式４を実験によって見出した。

【数7】

【0066】

数式４を満足するように、発振部５２の出力電力Ｗと出力インピーダンスＺとに基づいて、第２の電極５０の前端５０ａからシールドケース４４の開口部４４ｃまでの距離Ｄ１が決定される。このように決定された距離Ｄ１により、シールドケース４４外部、すなわち冷凍／加熱室１２ｂの外部への交番電界の漏出を抑制することができる。

【0067】

例えば、インピーダンスＺ（発振部５２の出力インピーダンス）が５０Ω、出力電力Ｗが１００Ｗ、電極間距離Ｄが１００ｍｍである場合、Ｄ１は、１７．６７ｍｍより大きくすると、シールドケース４４外部、すなわち冷凍／加熱室１２ｂの外部への交番電界の漏出を抑制することができる。

【0068】

なお、図４および図７Ａに示すように、シールドケース４４の開口部４４ｃに近い側の端である第１の電極４８の前端４８ａ近傍には、相対的に高い強度の電界が発生する。これは、第１の電極４８が、第２の電極５０と異なり、グランドに接続されていない電極であるために生じる。このような相対的に高い強度の高い電界がシールドケース４４の開口部４４ｃを介してシールドケース４４の外部に漏出しないように、図４に示すように、第１の電極４８の前端４８ａが、第２の電極５０の前端５０ａに比べて、シールドケース４４の開口部４４ｃから離れている。

【0069】

また、本実施の形態の場合、図５に示すように、第２の電極５０の左右方向（Ｙ軸方向）の側端５０ｂからシールドケース４４の内壁面４４ｄまでの距離Ｄ２も、距離Ｄ１と同様に規定されている。距離Ｄ２は、距離Ｄ１と同様に発振部５２の出力電力Ｗと出力インピーダンスＺとに基づいて、数式５を満足するよう決定される。

【数8】

【0070】

距離Ｄ１と距離Ｄ２とを決定するための数式４および数式５は同一である。しかしながら、数式５は、数式４と異なり、シールドケース４４外部への交番電界の漏出を抑制するための条件式ではない。数式５は、第２の電極５０の側端５０ｂとシールドケース４４の内壁面４４ｄとの間に容量が形成されることを抑制するための条件式である。距離Ｄ２が数式５を満足しない場合、第２の電極５０の側端５０ｂとシールドケース４４の内壁面４４ｄとの間に大きな容量が形成される。すなわち、第２の電極５０の側端５０ｂで発生した電界がシールドケース４４の内壁面４４ｄに到達する。その結果、電波がシールドケース４４を介して漏洩するとともに、発振部５２の出力電力の一部が、食品を誘電加熱するための交番電界の発生以外に浪費される。それにより、食品の誘電加熱の効率が低下する。このような電波の漏洩と誘電加熱の効率低下とを抑制するために、距離Ｄ２が、数式５を満足するように決定される。

【0071】

なお、本実施の形態の場合、図５および図７Ｂに示すように、第１の電極４８の側端４８ｂ近傍には、相対的に高い強度の電界が発生する。このような相対的に高い強度の高い電界が発生する第１の電極４８の側端４８ｂがシールドケース４４の内壁面４４ｄに近づきすぎると、その側端４８ｂと内壁面４４ｄとの間に非常に大きな容量が形成される。非常に大きな容量が形成されないように、第１の電極４８の側端４８ｂが、前記第２の電極５０の側端５０ｂに比べて、シールドケース４４の内壁面４４ｄから離れている。

【0072】

以上のような本実施の形態によれば、食品を誘電加熱する冷蔵庫の加熱空間から外部への交番電界の漏出を抑制することができる。

【0073】

以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明してきたが、本発明は上述の実施の形態に限らない。

【0074】

例えば、図１に示すように、上述の実施の形態の場合、扉１２ｈと引き出し４６とは連結されていない。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。

【0075】

図８は、本発明の別の実施の形態に係る冷蔵庫の一部分の縦断面図である。

【0076】

図８に示すように、別の実施の形態に係る冷蔵庫１１０において、加熱空間ＨＺとシールドケース４４の外部とを連絡するまたは分断する扉１１２ｈは、加熱空間ＨＺに出し入れ可能な引き出し４６に連結されている。したがって、扉１１２ｈが開くと、引き出し４６が前方に移動する。この場合、扉１１２ｈは、上下方向（Ｚ軸方向）に延在する回転中心線を回転する扉ではなく、前後方向（Ｘ軸方向）に平行移動可能な扉である。また、この実施の形態の場合、引き出し検出センサが省略される。その代わりに、扉開閉センサ３２Ｂが、扉１１２ｈの開閉検出のみならず、引き出し検出センサとしても機能する。

【0077】

また、上述の実施の形態の場合、図５に示すように、食品を解凍するための加熱空間ＨＺは、食品を冷凍する冷凍／解凍室１２ｂの一部分である。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。冷凍／解凍室１２ｂ全体が加熱空間ＨＺであってもよい。

【0078】

さらに、上述の実施の形態の場合、第１の電極４８と第２の電極５０は、図４および図５に示すように、上下方向（Ｚ軸方向）に対向している。また、下側に位置する第２の電極５０が、図６に示すようにグランドに接続されている。しかしながら、本実施の形態はこれに限らない。例えば、第１の電極と第２の電極とが上下方向に対向し、上側の第１の電極がグランドに接続されてもよい。また例えば、第１の電極と第２の電極とが、左右方向（冷蔵庫の幅方向）に対向してもよい。

【0079】

さらに、上述の実施の形態の場合、加熱モジュール４０内に冷凍／解凍室１２ｂが設けられている。すなわち、加熱モジュール４０は、食品を誘電加熱することに加えて、食品を冷凍保存可能に構成されている。しかしながら、本発明の実施の形態はこれに限らない。加熱モジュール４０は、食品の誘電加熱のみに使用されてもよい。この場合、加熱モジュール４０内に冷気を導入する必要がなくなる。

【0080】

すなわち、本発明の実施の形態に係る冷蔵庫は、広義には、内部と外部とを連通する開口部を前側に備え、金属材料から作製されたシールドケースと、前記シールドケース内に配置された平板状の第１の電極と、前記第１の電極に間隔をあけて対向するように前記シールドケース内に配置され、前記第１の電極との間に食品を誘電加熱する加熱空間を形成し、且つグランドに接続された平板状の第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加する交流電圧を発生させる発振部と、を有し、前記第１の電極と前記第２の電極との対向方向距離Ｄ、前記発振部の出力電力Ｗ、前記発振部の出力インピーダンスＺ、および前記第２の電極の前端から前記シールドケースの前記開口部までの距離Ｄ１が、

【数9】

を満足する。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明は、食品を誘電加熱可能な冷蔵庫に適用可能である。

【符号の説明】

【0082】

４４ シールドケース
４４ｃ 開口部
４８ 第１の電極
５０ 第２の電極
５０ａ 前端
Ｄ 対向方向距離
Ｄ１ 距離
Ｚ インピーダンス
Ｗ 出力電力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】