JP2004309046A - 自動製氷装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動製氷装置1の製氷皿10には、複数の製氷ブロック11の他、一方の端に支持軸12、他方の端にソケット部13が形設されている。支持軸12及びソケット部13は、製氷皿10を上下反転するときの回転中心となる。反転装置30の反転軸31がソケット部13に挿入され、製氷皿10に回転を伝える。反転軸10は中空であり、その内部に温度センサ15が配置されている。温度センサ15の伝える製氷ブロック11内の温度変化により製氷完了を認識したとき、制御装置40は反転装置30に反転指令を出す。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫内に設けられる自動製氷装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
冷蔵庫には自動製氷装置を備えたものがある。冷蔵庫で用いられる自動製氷装置は、次のような構成とすることが多い。すなわち、低温でも弾性を失わない合成樹脂により、製氷ブロックとなる窪みを複数個備えた製氷皿を形成する。この製氷皿を回転可能に支持するとともに、製氷皿の上下を反転する反転装置を設け、さらに、製氷ブロック内の温度を監視する温度センサを設ける。この温度センサの伝える製氷ブロック内の温度変化により製氷完了が認識されたら反転装置が製氷皿を上下反転する。上下反転の最終段階で製氷皿にはねじりが加えられ、これにより氷は製氷ブロックの内面から分離して下方の貯氷容器へと落下する。このような自動製氷装置の例を特許文献1、2に見ることができる。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−249557号公報
【特許文献2】
特開平7−218063号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図8は従来の自動製氷装置の製氷皿の構造及びこれに対する温度センサの取り付け方の一例を示す分解斜視図である。製氷皿10は低温でも弾性を失わない合成樹脂により成形され、断面台形の氷をつくる製氷ブロック11を計8個備えている。製氷皿10の一方の端には支持軸12が形設され、他方の端にはソケット部13が形設される。支持軸12は図示しない軸受部に回転自在に支持され、ソケット部13は図示しない反転装置の反転軸に係合してこの反転軸により支持される。支持軸12とソケット部13は同一の水平軸線上に配置されており、前記反転軸が回転すれば製氷皿10は水平軸線まわりに回転する。
【0005】
図8には、製氷皿10が製氷ブロック11の窪みを下向きにした状態で描かれている。製氷するときは、製氷皿10の上下の向きを図8と逆にし、製氷ブロック11の窪みの中に水を張って結氷させる。結氷完了後、製氷皿10を前記水平軸線のまわりに回転させ、製氷皿10の上下を反転する。上下反転が最終段階に差しかかったところで、支持軸12と並ぶように形設された突起14が図示しないストッパに当たり、支持軸12の側においては製氷皿10の回転は停止する。他方ソケット部13の側においては、反転軸があと少し回転を続ける。このため製氷皿10がねじられて変形し、製氷ブロック11の中の氷は押し出されて下方の貯氷容器へと落下する。その後、製氷皿10は再び上下反転せしめられ、製氷が繰り返される。
【0006】
結氷完了の判定は、製氷ブロック11のところで結氷温度を所定以上下回る温度が観測されたかどうかに基づき行われる。そのため、製氷ブロック11の間にサーミスタなどの温度センサ15が配置される。温度センサ15は次のように固定される。まず、図8のように製氷皿10を下向きにしておき、並び合う2個の製氷ブロック11の間に温度センサ11を挿入する。温度センサ15が配置される製氷ブロック11の底面には、透孔17を有する係止リブ16が設けられている。製氷ブロック11の間に置いた温度センサ15の上に断熱カバー18を重ね、さらにその上から合成樹脂製のカバー19を重ねる。最後に、バネ線材を折曲成形してなる押さえバネ20の両端を係止リブ16の透孔17に差し込んでカバー19の抜け止めを行うことにより、温度センサ15の取り付けは完了する。
【0007】
上記のように、バネ線材からなる押さえバネ20を用いて温度センサ15を固定するやり方は、特許文献1、2にも見られるとおり、この種自動製氷装置で常用される手法である。しかしながらこの手法では、製氷皿10がねじられる度、押さえバネ20の両端を支持する係止リブ16が大きな力を受ける。また、0゜C以上の水を注いでは氷にするという温度サイクルが繰り返されるため、係止リブ16の強度が低下する。これらの要因が相まって、透孔17の変形や係止リブ16の破損が生じ、温度センサ15の位置がずれて正確な温度測定ができなくなったり、温度センサ15が外れたりするという問題があった。
【0008】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自動製氷装置における温度センサの取り付けを、脱落のおそれのない、安定したものにすることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では自動製氷装置を次のように構成した。
【0010】
(1)製氷ブロックを備えた製氷皿と、前記製氷ブロック内の温度を監視する温度センサと、前記製氷皿に回転を与える反転装置と、製氷完了を認識したとき前記反転装置に反転指令を出し、前記製氷皿を下向きにして氷を落下させる制御装置とを備えた自動製氷装置において、前記温度センサを前記製氷皿の回転中心となる軸内に配置した。
【0011】
この構成によれば、温度センサは軸の内部に保持されるので、温度センサは軸によって十分に保護され、取り付け位置からずれたり脱落したりすることがない。従って温度センサを長期にわたり安定して使用することができる。これにより、自動製氷装置の信頼性と耐久性が向上する。また従来温度センサの取り付けに必要であった断熱カバーや合成樹脂製カバー、押さえバネといった部品が不要であり、部品点数が少なくて済む。
【0012】
(2)上記のような自動製氷装置において、前記温度センサを断熱層で包んだ。
【0013】
この構成によれば、製氷ブロック以外からは温度センサに熱が伝わりにくくなるので、製氷皿を取り巻く環境温度の影響を排除し、製氷ブロック内の温度を正確に知ることができる。
【0014】
(3)上記のような自動製氷装置において、前記軸を貫通して前記製氷ブロックと温度センサを連絡する熱伝導体を設け、この熱伝導体を介して製氷ブロックと温度センサの間で熱の授受を行わせるものとした。
【0015】
この構成によれば、製氷ブロックと温度センサの間で熱が速やかに行き来する。このため、温度センサによる製氷ブロック内の温度変化検知が迅速且つ正確になり、結氷完了後、直ちに製氷皿の上下反転に移行することができる。また、製氷ブロックと温度センサとの間が離れていても温度センサを機能させることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1実施形態を図1〜3に基づき説明する。図1は自動製氷装置の主たる構成要素である製氷皿及び反転装置の下面図にして、一部を断面にして示したもの、図2は製氷皿及び反転装置の側面図にして、一部を断面にして示したもの、図3はソケット部の箇所における製氷皿の断面図である。なおこの第1実施形態の自動製氷装置は、図8で説明した従来構造と多くの部分で構成が共通する。従って、説明の重複を避けるため、図8で説明済みの構成要素については図8で用いた符号をそのまま付し、説明は省略する。同じ原則を第2実施形態以下の実施形態にも適用し、既出の構成要素については前と同じ符号を付し、支障のないかぎり説明は省略するものとする。
【0017】
第1実施形態の自動製氷装置1は反転装置30を備える。反転装置30は内蔵のモータ及び減速装置(いずれも図示せず)により水平な反転軸31に回転を与える。反転軸31は製氷皿10のソケット部13に挿入され、製氷皿10に回転を伝える。図3に見られるように、反転軸31の側面にはうね状の凸部32が、ソケット部13には凸部32を受け入れる溝状の凹部33が、それぞれ設けられ、これにより反転軸31と製氷皿10とは互いに回転不能に連結される。
【0018】
反転軸31は中空であり、ソケット部13に挿入される方の端は閉じ、反転装置30の外に突き出す反対側の端は開いている。この開いた方の端から温度センサ15を挿入する。温度センサ15は反転軸15の端まで押し込まれ、その位置で、ソケット部13を挟む製氷ブロック11の温度を検知する。
【0019】
図2、3に見られるように、温度センサ15は反転軸31の内部に偏心状態で配置されており、反転軸15の内面に面する箇所を用いて温度検知を行う。この箇所以外、反転軸31の内部の空間は断熱層34で満たされる。断熱層34は温度センサ15を包み、製氷皿10を取り巻く環境温度の影響を排除する。断熱層34は、例えば反転軸31の中でウレタンを発泡させるなどの手法により得ることができる。
【0020】
温度センサ15が検知した製氷ブロック11内の温度は電気信号の形で制御装置40に伝えられる。制御装置40はこの信号に基づき反転装置30を制御する。
【0021】
反転装置30は貯氷容器の中の貯氷量を探る貯氷量検知レバー35を備える。貯氷量検知レバー35は反転軸31と直交する形で反転装置30の外に突出する回転軸に取り付けられ、製氷皿10と平行する形で延びる。
【0022】
自動製氷装置1の動作は次の通りである。製氷皿10を上向きにし、製氷ブロック11の窪みの中に注水するところから製氷作業が始まる。温度センサ15は反転軸31及びソケット部13を隔てて製氷ブロック11の内部の温度を検知する。製氷ブロック11の中の水が完全に凍結すると、製氷ブロック11の中の温度が結氷温度以下に下がり出す。製氷ブロック11の中の温度が所定温度まで下がったことを温度センサ15が検知すると、温度センサ15からの信号を受け、制御装置40が製氷完了を認識する。これにより制御装置40は反転装置30に反転指令を発する。
【0023】
制御装置40からの反転指令を受け、反転装置30は反転軸31を回転させる。製氷皿10は反転軸31及び支持軸12を回転中心として回転し、上下を反転する。上下反転が最終段階に差しかかったところで、突起14が図示しないストッパに当たり、支持軸12の側では製氷皿10の回転が停止する。反転軸31はこれ以後も所定角度だけ回転を続けるので、製氷皿10がねじられて変形し、製氷ブロック11の中の氷は押し出されて下方の貯氷容器へと落下する。離氷後、反転軸31は逆方向に回転し、製氷皿10を元の向きに戻す。
【0024】
反転軸31の動作開始と同時に貯氷量検知レバー35も回転を開始し、貯氷容器の中へと下りて行く。回転角度がそれほど大きくならないうちに貯氷量検知レバー35の回転が止まったら、貯氷量検知レバー35は早い段階で氷に当たった、すなわち貯氷量が多いと判定される。この場合は製氷作業は一時停止される。貯氷量検知レバー35が大きく回転して止まった場合は、貯氷量が少ないと判定され、製氷作業が再度実行される。
【0025】
図4〜6に本発明の第2実施形態を示す。図4は自動製氷装置の主たる構成要素である製氷皿及び反転装置の下面図にして、一部を断面にして示したもの、図5は製氷皿及び反転装置の側面図にして、一部を断面にして示したもの、図6はソケット部の箇所における製氷皿の断面図である。
【0026】
第2実施形態の自動製氷装置1にあっては、ソケット部13の奥にポケット36が設けられている。ポケット36は薄い壁を隔てて製氷ブロック11に隣り合う。温度センサ15には熱伝導体37が密着する。熱伝導体37は銅やアルミニウムといった熱の良導体からなり、反転軸31を貫通してポケット36に入り込む。これにより、製氷ブロック11と温度センサ15とは熱伝導体37を介して連絡されたことになる。
【0027】
反転軸31はスチールあるいはステンレススチール製であるのに対し、熱伝導体37はそれよりも熱伝導の良好な材料からなるので、製氷ブロック11と温度センサ15の間で熱が速やかに行き来する。このため、温度センサ15による製氷ブロック11内の温度変化検知が迅速且つ正確になり、結氷完了後、直ちに製氷皿10の上下反転に移行することができる。
【0028】
また、温度センサ15が製氷ブロック11から離れていても、製氷ブロック11の温度は熱伝導体37を通じて温度センサ15に伝わる。そのため、温度センサ15は確実にその機能を果たす。
【0029】
図7に本発明の第3実施形態を示す。図7は図5と同様の側面図である。
【0030】
第3実施形態は第2実施形態をさらに一歩進めたものである。すなわちソケット部13にもはやポケットはなく、熱伝導体37はソケット部13をも貫通して突出し、製氷ブロック11の中の水に浸る形になっている。これにより温度センサ15は製氷ブロック11内の温度変化を一層迅速且つ正確に検知する。
【0031】
反転軸31の内部に水が浸入するのを防ぐため、熱伝導体37が反転軸31と貫通する箇所及びソケット部13を貫通する箇所には十分な水密対策を施す。離氷を妨げないよう、熱伝導体37は製氷ブロック11の中に埋め込まれており、製氷ブロック11の内面と熱伝導体37の表面とは面一をなしている。
【0032】
第1実施形態の構成では、製氷ブロック11内の水に近い位置に温度センサ15を配置しようとした場合、製氷ブロック11のサイズを小さくして隙間をつくり、この隙間に温度センサ15を配置するか、あるいは製氷ブロック11のサイズはそのままで、隙間の寸法を大きくし、その隙間に温度センサ15を配置する必要があった。前者の場合、製造される氷が小さくなる。後者の場合、氷のサイズは同じだが製氷皿10が大型化し、これを回転させる空間も大型化する。すなわち冷蔵庫内に大きなデッドスペースが生じる。
【0033】
これに対し第3実施形態の構成では、製氷ブロック11と温度センサ15が実際には離れていても、両者を接近させたのと同じ効果が得られる。すなわち製氷ブロック11と温度センサ15を無理に接近させたため、氷のサイズや冷蔵庫内のデッドスペースの面で不利益が生じたという事態を招かずに済む。
【0034】
以上、本発明の各実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、温度センサ15の配置個所は反転軸31の内部に限られる訳ではない。同じく製氷皿10の回転中心となる支持軸12の内部に配置することも可能である。
【0035】
【発明の効果】
本発明の自動製氷装置によれば、温度センサは製氷皿の回転中心となる軸の内部に保持されるので、温度センサは軸によって十分に保護され、取り付け位置からずれたり脱落したりすることがない。従って温度センサを長期にわたり安定して使用することができる。これにより、自動製氷装置の信頼性と耐久性が向上する。また従来温度センサの取り付けに必要であった部品が不要であり、部品点数が少なくて済む。そして温度センサを断熱層で包むことにより、製氷皿を取り巻く環境温度の影響を排除し、製氷ブロック内の温度を正確に知ることができる。
【0036】
また本発明では、製氷皿の回転中心となる軸を貫通して製氷ブロックと温度センサを連絡する熱伝導体を設け、この熱伝導体を介して製氷ブロックと温度センサの間で熱の授受を行わせるものとしたから、製氷ブロック内の温度変化を迅速且つ正確に検知することができるうえ、製氷ブロックと温度センサとが離れていても温度センサを機能させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿及び反転装置の一部断面下面図
【図2】第1実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿及び反転装置の一部断面側面図
【図3】第1実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿の断面図
【図4】本発明の第2実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿及び反転装置の一部断面下面図
【図5】第2実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿及び反転装置の一部断面側面図
【図6】第2実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿の断面図
【図7】本発明の第3実施形態に係る自動製氷装置の製氷皿及び反転装置の一部断面側面図
【図8】従来の自動製氷装置の製氷皿の構造及びこれに対する温度センサの取り付け方の一例を示す分解斜視図
【符号の説明】
1 自動製氷装置
10 製氷皿
11 製氷ブロック
12 支持軸
13 ソケット部
15 温度センサ
30 反転装置
31 反転軸
34 断熱層
37 熱伝導体
40 制御装置
Claims (3)
- 製氷ブロックを備えた製氷皿と、前記製氷ブロック内の温度を監視する温度センサと、前記製氷皿に回転を与える反転装置と、製氷完了を認識したとき前記反転装置に反転指令を出し、前記製氷皿を下向きにして氷を落下させる制御装置とを備えた自動製氷装置において、
前記温度センサを前記製氷皿の回転中心となる軸内に配置したことを特徴とする自動製氷装置。 - 前記温度センサを断熱層で包んだことを特徴とする請求項1に記載の自動製氷装置。
- 前記軸を貫通して前記製氷ブロックと温度センサを連絡する熱伝導体を設け、この熱伝導体を介して製氷ブロックと温度センサの間で熱の授受を行わせることを特徴とする請求項1に記載の自動製氷装置。
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