JP2002350020A - 冷蔵庫の給水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 給水ポンプ機構をコンパクト化して冷蔵庫の
収納容積効率を向上させ、装置の騒音を少なくするとと
もに、防爆仕様にして長寿命化をはかり、給水動作の信
頼性を向上した冷蔵庫の給水装置を提供する。 【解決手段】 冷蔵庫の給水装置において、冷蔵庫本体
内に着脱自在に設けた給水タンク（９）と、この給水タ
ンク（９）内に配置した給水ポンプ（１８）とを有し、
前記給水ポンプ（１８）は、給水タンク（９）の外方に
設置したコイル（１９）に隣接して、コイル（１９）の
発生磁界により非接触で駆動されるマグネット（２０）
を有するとともに、前記磁界発生コイル（１９）の径
は、給水ポンプ（１８）のマグネット（２０）の径より
も大きくしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動製氷装置や冷
水供給装置を搭載した冷蔵庫に係り、特に自動製氷装置
や冷水供給装置における給水ポンプを備えた給水装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、冷蔵庫の自動製氷装置における給
水装置として、図７に示すように、冷蔵庫内に設置した
給水タンク（９´）の内部に、冷水を製氷皿部へ吐出す
る給水ポンプ（１８´）を設け、給水ポンプ（１８´）
には可動部であるインペラ（３０）にマグネット（２０
´）を固定するとともに、給水タンク（９´）の後部の
本体側には駆動モータ（３１）を給水ポンプ（１８´）
に隣接して固定し、この駆動モータ（３１）により回転
するマグネット（１９´）を駆動モータ（３１）の前面
に設けて、この駆動モータ（３１）のマグネット（１９
´）と前記給水ポンプ（１８´）のマグネット（２０
´）とを対向させて設置したものが商品化されている。
そして、この給水装置は、自動製氷のための給水時に、
制御信号によって駆動モータ（３１）を動作させること
によって、給水タンク（９´）外に設置した駆動モータ
（３１）の回転力を前記対向する２つのマグネット（１
９´）（２０´）間の磁力により、非接触にてタンク内
のポンプ（１８´）に伝達し、インペラ（３０）を回転
させて水を吐出する、いわゆるマグネットカップリング
方式の給水装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記冷蔵庫のマグネッ
トカップリング方式の給水装置における回転駆動装置と
しては電動モータを使用しているが、このポンプの駆動
部であるモータ（３１）およびマグネット（１９´）と
給水タンク（９´）のポンプ（１８´）とは対向して設
置する必要があり、インペラ（３０）、対向するポンプ
側および駆動側の各マグネット（１９´）（２０´）、
駆動モータ（３１）は、本体奥行き方向に向かい、直列
の筒状となって長尺になるため、その設置場所に苦慮し
ていた。すなわち、駆動モータ（３１）は冷蔵庫本体前
方から着脱自在としている給水タンク（９´）に隣接し
て配置する関係上、冷蔵庫内の奥部あるいは底部に設け
ることになるが、その分庫内の有効な収納容積を減ずる
ことになり、あるいはモータ奥行き寸法分の給水タンク
長さを短くすることからタンク容積を縮減することにな
っていた。

【０００４】また、給水時は駆動モータ（３１）が回転
することから、モータ音および相互のマグネット（１９
´）（２０´）間の軸がずれた場合に発生する回転騒音
を防止する構成を採用する必要があった。そして、駆動
モータとしては、６〜１２Ｖ程度の直流低電圧の印加で
駆動できるＤＣブラシモータを使用しているため、ブラ
シの摩耗寿命があり、さらに可燃性冷媒を使用した冷蔵
庫において庫内でガスリークが発生した場合は、ブラシ
の火花が爆発の引き金になる可能性があるため、モータ
を金網で覆うなどの防爆構造を採用する必要があった。

【０００５】本発明はこの点に着目してなされたもの
で、給水ポンプ機構をコンパクト化して冷蔵庫の収納容
積効率を向上させ、装置の騒音を少なくするとともに、
防爆仕様にして長寿命化をはかり、給水動作の信頼性を
向上した冷蔵庫の給水装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、冷蔵庫の給水装置におい
て、冷蔵庫本体内に着脱自在に設けた給水タンクと、こ
の給水タンク内に配置した給水ポンプとを有し、前記給
水ポンプは、給水タンクの外方に設置したコイルに隣接
して、コイルの発生磁界により非接触で駆動されるマグ
ネットを有するとともに、前記磁界発生コイルの径は、
給水ポンプのマグネットの径よりも大きくしたことを特
徴とするものである。

【０００７】この構成により、給水タンクコーナーへの
給水タンクの設置位置がずれて、軸位置が多少ずれて
も、支障なくピストン移動や回転磁界を得ることができ
る。

【０００８】請求項２記載の発明は、冷蔵庫本体内に着
脱自在に設けた給水タンクと、このタンク内に配置した
給水ポンプとを有し、前記給水ポンプは、給水タンクの
外方に設置したコイルに隣接して、コイルの発生磁界に
より非接触で駆動されるマグネットを有するとともに、
給水ポンプ側のマグネットの動きにより発生するコイル
の起電力を検知することにより、給水タンク装着の有無
を検出することを特徴とするものであり、この構成によ
り、給水動作中に給水タンクを取り出された場合を含
め、起電力の発生時間の差により給水タンクの有無を検
出することができ、使用者への注意を喚起することがで
きる。

【０００９】請求項３記載の発明は、給水ポンプ側のマ
グネットの動きにより発生するコイルの起電力を検知す
ることにより、給水タンク内の水がなくなった場合は、
駆動コイルの発生電圧と時間が変化することから、給水
タンク内の水の有無を検出することができ、水の補給表
示などを行うことができる。

【００１０】請求項４記載の発明は、冷凍サイクルにお
ける冷媒として可燃性冷媒を使用したことを特徴とする
ものであり、駆動部はブラシレスとなって基本的に防爆
仕様となるため、可燃性冷媒を使用した冷蔵庫において
も、駆動部が着火源になることはなく、火災や爆発のな
い安全な冷蔵庫を提供できる。

【００１１】請求項５記載の発明は、コイルの発生磁界
を回転磁界とし、マグネットの回転により給水ポンプの
インペラを非接触で駆動したことを特徴とし、請求項６
記載の発明は、給水ポンプをシリンダーとシリンダー内
で摺動するマグネットを有するピストンで形成し、この
ピストンをコイルの発生磁界により非接触で往復動させ
たことを特徴とするものであり、給水ポンプの駆動部は
コイルのみとなってコンパクトになり、庫内の有効収納
容積が増加する。また、駆動用のブラシモータを使用し
ないので寿命が延び、動作部分は冷蔵庫本体側になく、
給水タンク内のみとなるため、静音効果が大きい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の１実
施形態について説明する。図１は本発明に係る冷蔵庫の
縦断面図であり、断熱箱体で形成された冷蔵庫本体
（１）内部を貯蔵空間として最上部に冷蔵室（２）、そ
の下方に野菜室（３）、最下部には冷凍室（４）を独立
して配置し、この冷凍室（４）と野菜室（３）との間に
はそれぞれに断熱仕切壁（５）を介して自動製氷・貯氷
室（６）と図示しない温度切替室とを左右に区分して併
置しており、各貯蔵室の前面開口には各々専用の扉
（７）を設けて開閉自在に閉塞している。

【００１３】最も大きな収納容積を有する冷蔵室（２）
内の底面部には他の冷蔵室温度と区画形成して０℃近傍
の室温に制御される低温室を設け、低温室区画の一側隅
部には、冷凍温度空間の上部に設けた前記自動製氷装置
部（６）の製氷皿（８）へ製氷用の冷水を吐出し給水す
る給水タンク（９）を設けている。

【００１４】冷凍室（４）後部には冷凍室専用の冷却器
（１０）および冷却ファン（１１）、野菜室（３）の背
面には冷蔵用の冷却器（１２）および冷却ファン（１
３）を設け、本体下部に設置した冷媒圧縮機（１４）の
駆動により、前記冷却器（１０）（１２）によって冷却
された冷気を冷却ファン（１１）（１３）に回転で各室
に送風し、それぞれを所定温度に冷却制御するものであ
る。

【００１５】冷蔵室（２）の底面に載置した前記給水タ
ンク（９）は、幅狭で奥行き方向に長い形状の容器であ
り、その上部開口は蓋（１５）により密閉して、庫内に
おける前記低温室側部の給水タンクコーナーへ（１６）
装着されている。

【００１６】給水タンク（９）は、製氷用水の補給時や
タンク洗浄時には冷蔵庫扉（７）を開放することで設置
部から容易に取り外すことができ、給水タンクコーナー
（１６）に摺動挿入することで、その装着も容易におこ
なうことができるものであり、後述する駆動装置（１
７）と関連結合して、製氷完了後などの給水動作時には
給水ポンプ（１８）が自動的に作動し、製氷装置の製氷
皿（８）に所定量の製氷用水を供給するものである。

【００１７】しかして、図２に示すように、給水タンク
コーナー（１６）に設置された給水タンク（９）の後部
の本体側には、電磁コイル（１９）で形成した給水ポン
プ（１８）の駆動装置（１７）を設置しており、この電
磁コイル（１９）に隣接して対向配置された給水タンク
（９）内には、その詳細を図３に示す、マグネットで形
成したピストン（以下「マグネットピストン」という）
（２０）と弁（２１）（２２）および円筒シリンダー
（２３）とから構成された給水ポンプ（１８）が設けら
れている。

【００１８】給水ポンプ（１８）は、前記給水タンクの
蓋（１５）に一体に形成した吐出パイプ（２４）に接続
しており、前記電磁コイル（１９）の対向部に形成した
円筒シリンダー（２３）内に、円盤状を成して表裏面に
Ｓ極およびＮ極を設けたマグネットピストン（２０）を
配置し、円筒シリンダー（２３）の電磁コイル（１９）
から離間した部位には、給水タンク（９）内に開口する
吸込弁（２１）と製氷皿への吐出パイプ（２４）に連通
する吐出弁（２２）を設けた構成からなっている。そし
てＳ極とＮ極が交互に発生する電磁コイル（１９）の交
番磁界によりマグネットピストン（２０）が往復動し、
タンク（９）内の冷水を吸込弁（２１）でシリンダー
（２３）内に吸い込み、吐出弁（２２）から吐出パイプ
（２４）を通じて製氷皿（８）へ給水するポンプ動作を
おこなうものである。

【００１９】詳細には、電磁コイル（１９）に通電する
ことでＳ極を発生させ、マグネットのＮ極を引き寄せて
ピストン（２０）が引かれると、円筒シリンダー（２
３）内に冷水が吸い込まれる。このとき吐出弁（２２）
側はピストン（２０）の吸引による負圧により弁口は閉
じたままである。次にコイルにＮ極を発生させるとマグ
ネットの反発力によってピストン（２０）は突き放さ
れ、シリンダー（２３）内の冷水は吐出弁（２２）から
吐出パイプ（２４）に吐出され、吐出パイプ（２４）の
先端に接続した給水パイプ（２５）により製氷皿（８）
へ送られる。

【００２０】マグネットピストン（２０）は、５〜１０
回／秒のスピードで往復動作されるものであり、１８０
ｃｃ程度の所定の水量を製氷皿に供給する。

【００２１】前記実施形態においては、電磁コイルへの
交番磁界により、マグネットピストンを往復動させる駆
動方式について説明したが、これに限らず、電磁コイル
（１９）への通電を制御するとともに、ピストンを引き
戻すバネ力との相互関係で、マグネットピストン（２
０）を往復動させる方式でもよい。

【００２２】図４はさらに他の電磁コイルの実施形態を
示す。駆動装置（２９）は、４つのコイルＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄで形成し、図５に各コイルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの駆動パタ
ーンを示すように、電磁コイルの２つずつに通電するこ
とで、Ｓ，Ｎ極が９０度ずつ移動していき、回転磁界が
発生するものである。コイルの駆動回路は図６に示すと
おりであり、コイルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは２つずつペアで接
続され、通電すると対向するコイルが逆極性となるよう
接続されている。例えば、Ａ−Ｃに通電するとコイルＡ
の表面はＮ極、コイルＣの表面はＳ極となるよう接続さ
れる。このときマイコンのＸ端子はＨＩ、Ｗ端子はＬＯ
であり、ＹおよびＺ端子はＬＯのままであり、Ｂ，Ｄの
コイルには通電されない。

【００２３】回転磁界の次のパターンを、コイルＢをＮ
極、コイルＤをＳ極とするには、Ｂ−Ｄに通電して、Ｚ
端子はＨＩ、Ｙ端子はＬＯとし、Ｘ，Ｗ端子はＬＯのま
まとする。同様に次ぎのステップをＣ−Ａ通電として、
Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ端子をそれぞれＨＩ，ＬＯ，ＬＯ，ＬＯ
とすれば、コイルＡがＳ極、ＣがＮ極となり、最後のＤ
−Ｂ通電パターンは、Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚ端子をそれぞれＬ
Ｏ，ＬＯ，ＨＩ，ＬＯとして、回転磁界をつくり、給水
ポンプのインペラを回転させるものである。

【００２４】上記各実施形態において、電磁コイル（１
９）や駆動部（２９）の径は、マグネットピストン（２
０）やマグネットで形成したインペラの直径よりも大き
くしている。この構成により、給水タンクコーナー（１
６）への給水タンク（９）の設置位置がずれて、軸位置
が多少ずれても、支障なくピストン移動や回転磁界を得
ることができる。

【００２５】上記電磁コイル（１９）による交番磁界や
回転磁界の実施形態において、給水タンク（９）が所定
位置に設置され、給水動作時にタンク（９）内でマグネ
ットピストン（２０）やマグネット付きインペラが動い
ているときは、電磁コイル（１９）（２９）に逆起電力
が発生する。この逆起電力は、給水タンク（９）が給水
タンクコーナー（１６）にないときは、発生時間は非常
に短く、また、給水動作中にコイル（１９）（２９）へ
の通電が遮断されたような場合は、マグネットピストン
（２０）が慣性で動いている間、コイル（１９）（２
９）に逆起電力が発生する。給水タンク（９）が所定位
置に設置されている場合は、マグネットピストン（２
０）やマグネットインペラが動いている間、起電力が発
生するため、給水動作中に給水タンクを取り出された場
合を含め、起電力の発生時間の差により給水タンク
（９）の有無を検出することができる。

【００２６】給水タンク（９）内の水がなくなった場合
は、円筒シリンダー（２３）内に水がないことから、マ
グネットピストン（２０）は水の影響を受けずにその動
作速度が速くなり、シリンダー（２３）内に水がある場
合と比較して、電磁コイル（１９）の発生電圧と時間が
変化するため、これを検知することにより、給水タンク
（９）内の水の有無を検出することができる。

【００２７】上記においては、冷蔵庫における自動製氷
装置の給水装置を実施形態として説明したが、本発明は
これに限るものではなく、冷蔵庫の庫内に設置した給水
装置における駆動装置のすべてに適用できるものであ
り、例えば、冷蔵室内の棚上、あるいは扉内側ポケット
部に設置した給水タンクから扉を貫通して扉表面の受け
部に冷水を供給する、いわゆる冷水供給装置の給水装置
として採用することもできるものである。

【００２８】この場合も、給水タンクの駆動部を電磁コ
イルにすることで、その占有スペースを極限まで小さく
することができるものであり、その分、給水タンク容量
を拡大でき、あるいは他の食品収納スペースを大きくす
ることができる。

【００２９】また、給水タンクの有りなしの検知や、タ
ンク内の冷水の有無検出についても上記例と同様におこ
なうことができるものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
冷蔵庫の給水装置によれば、給水ポンプの駆動部はコイ
ルのみとなって、薄形化がはかれ、庫内の有効収納容
積、あるいは給水タンク容積を増加できるものであり、
駆動用のブラシモータを使用しないので寿命が延びる。
また、動作部分は冷蔵庫本体側にないことから静音効果
が大きいとともに、給水タンクコーナーへの給水タンク
の設置位置がずれて、軸位置が多少ずれても、支障なく
ピストン移動や回転磁界を得ることができる。

【００３１】請求項２の発明によれば、給水動作中に給
水タンクを取り出された場合を含め、起電力の発生時間
の差により給水タンクの有無を検出することができ、使
用者への注意を喚起することができる。

【００３２】請求項３の発明によれば、給水タンク内の
水がなくなった場合は、駆動コイルの発生電圧と時間が
変化することから、給水タンク内の水の有無を検出する
ことができ、水の補給表示などを行うことができる。

【００３３】請求項４の発明によれば、従来使用されて
いたブラシモータを不要として駆動部はブラシレスとな
り、基本的に防爆仕様となるため、可燃性冷媒を使用し
た冷蔵庫においても、庫内への冷媒漏れ時に駆動部が着
火源になることはなく、火災や爆発のない安全な冷蔵庫
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の縦断側面図
である。

【図２】本発明の給水タンク部の関連構成を示す縦断側
面図である。

【図３】図２における休止タンクの給水ポンプ部の詳細
断面図である。

【図４】本発明の駆動コイルの１実施形態を示す正面図
である。

【図５】図４のコイルの動作を示す駆動パターン図であ
る。

【図６】図４のコイルの駆動回路を示す回路図である。

【図７】図２に対応する従来構成を示す縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

１…冷蔵室本体、 ２…冷蔵室、 ６…自動製氷
装置、７…冷蔵室扉、 ８…製氷皿、 ９…給
水タンク、１６…給水タンクコーナー、 １８…
給水ポンプ、１９…電磁コイル、 ２０…マグ
ネットピストン、２１…吸込弁， ２２…吐出弁、
２３…シリンダー、２４…吐出パイプ、 ２５…給
水パイプ、 ２９…駆動部、

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷蔵庫本体内に着脱自在に設けた給水タ
   ンクと、このタンク内に配置した給水ポンプとを有し、
   前記給水ポンプは、給水タンクの外方に設置したコイル
   に隣接して、コイルの発生磁界により非接触で駆動され
   るマグネットを有するとともに、前記磁界発生コイルの
   径は、給水ポンプのマグネットの径よりも大きくしたこ
   とを特徴とする冷蔵庫の給水装置。
2. 【請求項２】 冷蔵庫本体内に着脱自在に設けた給水タ
   ンクと、このタンク内に配置した給水ポンプとを有し、
   前記給水ポンプは、給水タンクの外方に設置したコイル
   に隣接して、コイルの発生磁界により非接触で駆動され
   るマグネットを有するとともに、給水ポンプ側のマグネ
   ットの動きにより発生するコイルの起電力を検知するこ
   とにより、給水タンク装着の有無を検出することを特徴
   とする冷蔵庫の給水装置。
3. 【請求項３】 冷蔵庫本体内に着脱自在に設けた給水タ
   ンクと、このタンク内に配置した給水ポンプとを有し、
   前記給水ポンプは、給水タンクの外方に設置したコイル
   に隣接して、コイルの発生磁界により非接触で駆動され
   るマグネットを有するとともに、給水ポンプ側のマグネ
   ットの動きにより発生するコイルの起電力を検知するこ
   とにより、給水タンク内の水の有無を検出することを特
   徴とする冷蔵庫の給水装置。
4. 【請求項４】 冷蔵庫本体内に着脱自在に設けた給水タ
   ンクと、このタンク内に配置した給水ポンプとを有し、
   前記給水ポンプは、給水タンクの外方に設置したコイル
   に隣接して、コイルの発生磁界により非接触で駆動され
   るマグネットを有するとともに、冷凍サイクルにおける
   冷媒として可燃性冷媒を使用したことを特徴とする冷蔵
   庫の給水装置。
5. 【請求項５】 コイルの発生磁界を回転磁界とし、マグ
   ネットの回転により給水ポンプのインペラを非接触で駆
   動したことを特徴とする請求項１乃至４記載の冷蔵庫の
   給水装置。
6. 【請求項６】 給水ポンプを、シリンダーと、シリンダ
   ー内で摺動するマグネットを有するピストンで形成し、
   このピストンをコイルの発生磁界により非接触で往復動
   させたことを特徴とする請求項１乃至４記載の冷蔵庫の
   給水装置。